步進電機驅(qū)動器
- 步進電機驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速和定位的目的。
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步進電動機不能直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅(qū)動電源（步進電動機驅(qū)動器）?？刂破鳎}沖信號發(fā)生器）可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。如圖1所示。
步進電動機和步進電動機驅(qū)動器構(gòu)成步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)的性能，不但取決于步進電動機自身的性能，也取決于步進電動機驅(qū)動器的優(yōu)劣。對步進電動機驅(qū)動器的研究幾乎是與步進電動機的研究同步進行的。
F3922、F3722L、F3722、F3722A、F3722M、F368、F3522A、F3522H、F3522、F2611、F268C、 F875、F556、F256B、F265、F255、F235B、F245、F223
F 3 5 2 2
1、F表示步進驅(qū)動器
2、表示相數(shù)，2表示兩相，3表示3相
3、5表示電流5安培
4、22表示電壓220V
主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流同步電機的速度和轉(zhuǎn)矩，AS800S采用高性能的矢量控制技術(shù)，低速高轉(zhuǎn)矩輸出，具有良好的動態(tài)特性、超強的過載能力、支持多種PG卡等，組合功能豐富強大，性能穩(wěn)定。可用于及各種自動...
三美Mitsumi Electric用于控制和調(diào)節(jié)三相交流同步電機的速度和轉(zhuǎn)矩，AS800S采用高性能的矢量控制技術(shù)，低速高...
步進電機驅(qū)動器主要結(jié)構(gòu)主要有以下部分 根據(jù)輸入信號的要求產(chǎn)生電機在不同狀態(tài)下的開關(guān)波形信號處理對環(huán)行分配器產(chǎn)生的開關(guān)信號波形進行PWM調(diào)制以及對相關(guān)的波形進行濾波整形處理3：推動級：對開關(guān)信號的電壓，...
步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的驅(qū)動器，如圖4所示，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動單元、保護單元等組成。圖4中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現(xiàn)。驅(qū)動單元必須與驅(qū)動器直接耦合（防電磁干擾），也可理解成微機控制器的功率接口，這里予以簡單介紹。
1.單電壓功率驅(qū)動
實用單電壓功率驅(qū)動接口及單步響應(yīng)曲線
電路如圖5所示。在電機繞組回路中串有電阻Rs，使電機回路 雙電壓功率驅(qū)動接口
時間常數(shù)減小，高頻時電機能產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩，還能緩解電機的低頻共振現(xiàn)象，但它引起附加的損耗。一般情況下，簡單單電壓驅(qū)動線路中，Rs是不可缺少的。Rs步進電機單步響應(yīng)的改善如圖5(b)。
2.雙電壓功率驅(qū)動
雙電壓驅(qū)動的功率接口如圖5所示。雙電壓驅(qū)動的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓UL驅(qū)動，而在高速（高頻段）時用較高的電壓UH驅(qū)動。這種功率接口需要兩個控制信號，Uh為高壓有效控制信號，U為脈沖調(diào)寬驅(qū)動控制信號。圖5中，功率管TH和二極管DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。當Uh低電平，TH關(guān)斷，DL正偏置，低電壓UL對繞組供電。反之Uh高電平，TH導通，DL反偏，高電壓UH對繞組供電。這種電路可使電機在高頻段也有較大出力，而靜止鎖定時功耗減小。
3.高低壓功率驅(qū)動
高低壓功率驅(qū)動接口如圖6所示。高低壓驅(qū)動的設(shè)計思想是，不論電機 高低壓功率驅(qū)動接口
工作頻率如何，均利用高電壓UH供電來提高導通相繞組的電流前沿，而在前沿過后，用低電壓UL來維持繞組的電流。這一作用同樣改善了驅(qū)動器的高頻性能，而且不必再串聯(lián)電阻Rs，消除了附加損耗。高低壓驅(qū)動功率接口也有兩個輸入控制信號Uh和Ul，它們應(yīng)保持同步，且前沿在同一時刻跳變，如圖6所示。圖6中，高壓管VTH的導通時間tl不能太大，也不能太小，太大時，電機電流過載；太小時，動態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。（當這個數(shù)值與電機的電氣時間常數(shù)相當時比較合適）。
4.斬波恒流功率驅(qū)動
恒流驅(qū)動的設(shè)計思想是，設(shè)法使導通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數(shù)值。使電機具有 圖7 斬波恒流功率驅(qū)動接口
恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。這是使用較多、效果較好的一種功率接口。圖8是斬波恒流功率接口原理圖。圖8中R是一個用于電流采樣的小阻值電阻，稱為采樣電阻。當電流不大時，VT1和VT2同時受控于走步脈沖，當電流超過恒流給定的數(shù)值，VT2被封鎖，電源U被切除。由于電機繞組具有較大電感，此時靠二極管VD續(xù)流，維持繞組電流，電機靠消耗電感中的磁場能量產(chǎn)生出力。此時電流將按指數(shù)曲線衰減，同樣電流采樣值將減小。當電流小于恒流給定的數(shù)值，VT2導通，電源再次接通。如此反復，電機繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數(shù)值上，形成小小的鋸齒波，如圖8所示。
斬波恒流功率驅(qū)動接口也有兩個輸入控制信號，其中u1是數(shù)字脈沖，u2是模擬信號。這種功率接口的特點是：高頻響應(yīng)大大提高，接近恒轉(zhuǎn)矩輸出特性，共振現(xiàn)象消除，但線路較復雜。相應(yīng)的集成功率模塊可供采用。
5.升頻升壓功率驅(qū)動
為了進一步提高驅(qū)動系統(tǒng)的高頻響應(yīng)，可采用升頻升壓功率驅(qū)動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關(guān)系。它的主回路實際上是一個開關(guān)穩(wěn)壓電源，利用頻率-電壓變換器，將驅(qū)動脈沖的頻率轉(zhuǎn)換成直流電平，并用此電平去控制開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸入，這就構(gòu)成了具有頻率反饋的功率驅(qū)動接口。
6.集成功率驅(qū)動
已有多種用于小功率步進電機驅(qū)動器的集成功率驅(qū)動接口電路可供選用。
L298芯片是一種H橋式驅(qū)動器，它設(shè)計成接受標準TTL邏輯電平信號，可用來驅(qū)動電感性負載。H橋可承受46V電壓，相電流高達2.5A。L298(或XQ298，SGS298)的邏輯電路使用5V電源，功放級使用5~46V電壓，下橋發(fā)射極均單獨引出，以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝，工業(yè)品等級。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9所示。H橋驅(qū)動的主要特點是能夠?qū)﹄姍C繞組進行正、反兩個方向通電。L298特別適用于對二相或
四相步進電機驅(qū)動。 專用芯片構(gòu)成的步進電動驅(qū)動系統(tǒng)
步進電機驅(qū)動器主要結(jié)構(gòu)主要有以下部分
根據(jù)輸入信號的要求產(chǎn)生電機在不同狀態(tài)下的開關(guān)波形信號處理
對環(huán)行分配器產(chǎn)生的開關(guān)信號波形進行PWM調(diào)制以及對相關(guān)的波形進行濾波整形處理3：推動級：對開關(guān)信號的電壓，電流進行放大提升主開關(guān)電路
用功率元器件直接控制電機的各相繞組
當繞組電流過大時產(chǎn)生關(guān)斷信號對主回路進行關(guān)斷，以保護電機驅(qū)動器和電機繞組
對電機的位置和角度進行實時監(jiān)控，傳回信號的產(chǎn)生裝置
步進電動機和步進電動機驅(qū)動器構(gòu)成步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)的性能，不但取決于步進電動機自身的性能，也取決于步進電動機驅(qū)動器的優(yōu)劣。對步進電動機驅(qū)動器的研究幾乎是與步進電動機的研究同步進行的。
步進電機驅(qū)動器的原理，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉(zhuǎn)動。圖2是該四相反應(yīng)式步進電機工作原理示意圖。
四相步進電機步進示意圖 開始時，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號齒對齊，同時，轉(zhuǎn)子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。 當開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒，2、5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動。
四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。
單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖3.a、b、c所示。
驅(qū)動器相當于開關(guān)的組合單元。通過上位機的脈沖信號有順序給電機相序通電使電機轉(zhuǎn)動。
步進電機驅(qū)動器DT5045
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XAL-35步進電機驅(qū)動器說明
XAL-35步進電機驅(qū)動器說明
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1 XAL-35 細分驅(qū)動器使用手冊 深圳博朗迅自動化科技有限公司 SZBFL Co., Ltd 注意：在使用驅(qū)動器前敬請仔細閱讀手冊 版權(quán)所有 不得復制 XAL-35 2 高性能細分驅(qū)動器手冊 XAL-35 是采用美國新型的雙極性恒流斬波驅(qū)動技術(shù)。 適合驅(qū)動中大型的任何兩相或四相混合式步進 電機。由于其內(nèi)部采用特殊的控制技術(shù)，同時兼顧電機的高低頻性能（高頻時，電機在高速運行狀態(tài) 下力矩提高 20%以上；低頻時，電機在低速運行狀態(tài)下，噪聲減少，平穩(wěn)性增加）其細分功能使電機 運轉(zhuǎn)精度大大提高， 能夠保證在高細分的情況下， 每一個微步都是準確的， 使用同樣的電機時可比其 驅(qū)動方式輸出更大的速度和功率。其整體性能在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。 1. 特 點： 高性能、低價格 靜止時，線圈電流自動減半 光隔離信號輸入 單電源輸入 24VDC-40VVA或 10VAC-30VAC 輸入電信號 TTL
一旦啟動，步進電機驅(qū)動器外接保險絲即燒毀，設(shè)備不能運行。維修人員在檢查時，發(fā)現(xiàn)一功率管已損壞，但由于沒有資料，弄不清該管的作用，以為是功率驅(qū)動的前置推動，換上一功率管，通電后，保險再度被燒，換上的管子亦損壞。
經(jīng)維修工程師檢查，初始分析是對的，即保險一再熔斷，驅(qū)動器肯定存在某一不正常的大電流，并檢查出一功率管損壞。但對該管的作用沒有弄清楚。實際上該管為步進電機電源驅(qū)動管，步進電機為高壓起動，因而要承受高壓大電流。
靜態(tài)檢查，發(fā)覺脈沖環(huán)形分配器的線路中，其電源到地端的阻值很小，但也沒有短路。根據(jù)線路中的元器件數(shù)量及其功耗分析電源到地端的阻值不應(yīng)如此之小，因此懷疑線路中已有元器件損壞。
通電檢查，發(fā)現(xiàn)一芯片異常發(fā)熱。斷電后將該芯片的電源引腳切斷，靜態(tài)檢查，電源到地的阻置增大應(yīng)屬正常。測該芯片的電源到地的阻值很小。查該芯片的型號，為一非標型號，眾多手冊中沒有查到。經(jīng)線路分析，確認其為該板中的主要元件：環(huán)形脈沖分配器。
步進電機驅(qū)動器遇到燒毀故障排除步驟：
為進一步確認該芯片的問題，首先換耐壓電流功率相當?shù)牟竭M電機電源驅(qū)動管，恢復該芯片的電源引腳，用發(fā)光二級管電路替代步進電機各繞組作模擬負載。通電后，發(fā)光二級管皆亮，即各繞組皆通電，這是不符合線路要求的，輸入步進脈沖無反應(yīng)，因此確認該芯片已損壞。
但是該芯片市場上沒有，在驅(qū)動器殼體內(nèi)空間允許的情況下，采用了組合線路即用手頭上已有的D觸發(fā)器和與非門的組合設(shè)計了一個環(huán)形脈沖發(fā)生器，制作在一個小印制板上，拆除原芯片將小印制板通過引腳裝在原芯片的焊盤上。仍用發(fā)光二極管作模擬負載，通電后加人步進脈沖按相序依次發(fā)光。拆除模擬負載，接入主機，通電，設(shè)備運行正常。
信濃步進電機一級代理商深圳維科特機電公司,專業(yè)提供信濃步進電機,減速步進電機,帶剎車步進電機 、帶編碼器步進電機、一體式步進電機驅(qū)動器定制!
VIX步進電機驅(qū)動器
ViX微步進驅(qū)動器
功率單元具有全PWM控制使用正弦轉(zhuǎn)換。用戶可選擇解角器或編碼器反饋。標準RS-232界面，同時現(xiàn)場總線模塊提供CANopen 和 RS-485通訊。Compumotor. ViX驅(qū)動器適合在高動態(tài)、多軸應(yīng)用中使用，而不需要獨立電源供給，在分布式控制中，它可作為一個獨立的驅(qū)動器/控制器使用。
VIX Series
Small, Intelligent and Powerful Digital Servo/Stepper Drives and Drive/Controllers
With its all-digital, DC-powered design, the ViX family of awardwinning
drives and drive/controllers offers a new level of
economical servo performance. Available in both drive-only
and intelligent-drive/controller platforms, the ViX family gives
users a robust and cost-effective DC product, particularly in
multi-axis applications.
Designed for easy set-up and tuning, the ViX uses wizardsbased
software that enables users to implement a fully
configured system within minutes of unpacking the unit. Its
small size–just 4.9 x 1.65 x 3.35 inches–makes it ideal for
narrow applications and for direct-panel mounting, or for
attachment to a standard DIN rail using an optional adapter.
ViX General Features
· Up to 80VDC bus voltage
· Compact size: 4.9 x 1.65 x 3.35 inches
· Standard RS232C ASCII interface
· 5 digital inputs and 3 digital outputs (software configurable)
· CE (EMC & LVD), UL compliant
· Auto-correction of motor phase/feedback wiring (servo
only)
Servo-Specific Features
· Accepts analog (±10V), step/direction, CW/CCW signals
· Encoder following
· Current outputs of 2.5A RMS continuous and 5A RMS
continuous
· Resolver or encoder feedback
Stepper-Specific Features
· Integer selectable resolution from 200 to 51,200 steps/rev
· Anti-resonance circuitry suppresses mid-range instability
· Recommended motor inductance range of 0.5 mH to
20 mH
Servo and Stepper Optional
Controller-Specific Features
· Storage of up to 16 sequences
· Encoder following, registration, feed-rate override
· 5 digital inputs, 3 digital outputs, 1 analog input
· Conditional statements
· Optional RS485/CANbus interface
ViX Common Specifications
Drive Input Power
Voltage
ViX500 48-80VDC +5%, -15%
ViX250 24-80VDC +5%, -15%
Controller input power 24VDC, 250mA (no outputs loaded)
Drive Output Current Servo Stepper
ViX500 5A RMS continuous, 15A RMS peak* 8.0A pk (5.6 Arms)
ViX250 2.5A RMS continuous, 7.5A RMS peak* 4.0A pk (2.8 Arms)
Physical
Compumotor motors See table on page 3
Motor inductance range 0.5-10mH recommended (speed range reduced if >10mH)
Motor current limit Selectable by software
PWM/Motor ripple frequency 20 KHz/40 KHz
Protection Short-circuit, brownout, over-voltage, under-voltge, drive/motor over-
temperature I2t, feedback fault
Performance
Feedback device (servo only) Resolver or quadrature encoder (selected by software)
Resolver feedback (servo only) 12-bit A-to-D input (gives 4096 counts/rev), absolute
accuracy 30 arc-min
Encoder feedback 5V differential, 400 KHz max. input frequency (pre-quadrature),
resolution 1000, 1024, 2000 or 5000 lines
(i.e., up to 20,000 counts/rev). The H series has fully variable resolution and will support
up to 2.5 MHz
pre-quadrature encoder input.
Encoder supply 5V output for feedback and following encoder, 250mA maximum loading
Drive Command Inputs
(AE, AH models only)
Velocity and Torque modes ±10V differential, 12-bit resolution
Position mode Step/direction, step+/step- or quadrature encoder** input with resolution
equivalent to feedback device
Digital Inputs 5, of which 4 are configurable as Home, Limits and Registration. Operating
range 5V to 24V. Software
configurable 4K7 pull-up/active low or 4K7 pull-down/active high
Encoder following input Compatible with feedback resolution, max. input frequency
2.5MHz. Also configurable as step/direction
or step+/step- input
Outputs
Digital outputs 3 - 1 is configurable as Drive OK. Software-configurable active-low/sinking
(5V-24V) or active-high/
sourcing (24V only). 50mA maximum per output
Encoder output Fixed resolution (dependent on feedback device)
Fault output NPN open-collector output, normally low, active high
Analog output 10-bit filtered PWM monitor output, torque or velocity
Motor brake output 24V, 2A maximum, energized to release
Communication
Communication interface 9-pin D-shell (female) connector for RS232 (standard);
combined RS485 & CANopen option available
High-speed interface Dual RJ45 connectors for CANopen, RS485 option, etc., also
provide daisychain ports for multi-drop
RS232 connections
Diagnostics
LEDs 3 LEDs for feedback, drive and communication status
Environmental
Drive temperature range 32-122°F (0-50°C) local environment fan (fan cooling required
about 104°F (40°C)
Humidity 0-95% non-condensing
1、生產(chǎn)廠家生產(chǎn)步進電機驅(qū)動器;
2、替代原來的步進電機驅(qū)動器中的芯片;
3、替代原設(shè)備產(chǎn)品中的步進電機驅(qū)動器和步進電機驅(qū)動電路;
4、其他需要步進電機驅(qū)動的場合。
THB6064H具有其他芯片例如:TA8435、TB6560HQ一樣簡單的外圍電路，大封裝可DIY的良好操作性能。也具有BY-5064的高細分 譯碼的低振動、小噪聲良好性能。還可以通過參考電路設(shè)計方便的實現(xiàn)多組驅(qū)動電流的設(shè)置，半流控制功能;通過衰減模式調(diào)節(jié)端 實現(xiàn)快慢和混合衰減調(diào)節(jié);通過UVLO檢測使得芯片邏輯電路供電電壓Vc低于3.9V輸出關(guān)閉，大于4.0 V輸出開啟保護功能;通過芯 片內(nèi)的過熱和過流檢測可以很方便的設(shè)計驅(qū)動器保護電路，通過二進制邏輯電路4位選擇設(shè)置8檔細分控制(1/2,1/8,1/10, 1/16, 1/20, 1/32, 1/40, 1/64 )。
步進電機驅(qū)動器遇到燒毀故障分析