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步进驱动器工作原理详解 - 结构、连接与细分设置

信息发布:大泽高科智能科技(深圳)有限公司    添加时间:2025-09-22

一、步进驱动器的基本结构

步进驱动器可分为两部分:一部分是环形分配器,另一部分是功率放大器。

1. 环形分配器

环形分配器主要接收三种信号:

  • 脉冲信号:控制步进电机运转的基本信号
  • 方向信号:控制电机旋转方向
  • 脱机信号:控制电机绕组断电状态

环形分配器对脉冲信号进行分配,控制功率放大器相应的晶体管导通,使步进电机的线圈依次得电。步进电机要运转必须输入脉冲信号,没有脉冲时步进电机保持静止。

2. 方向信号

方向信号控制AB相通电的相序:

  • A-B相序:顺时针旋转
  • B-A相序:逆时针旋转

3. 脱机信号

步进电机停止时,AB线圈中有一相保持得电状态,使转子锁定不动。当需要手动转动转子时,需给脱机信号,使AB相绕组完全断电,转子处于自由转动状态。

二、步进电机、驱动器与PLC的连接

步进驱动器需要外接24-28V直流电源,一端连接步进电机,另一端接收控制信号。

步进电机接收外部信号采用光电隔离技术。例如,当PLC产生脉冲信号发送到驱动器时:

当Y0导通时,电流从CP+流入,通过限流电阻、二极管,再经过CP-,最后通过COM端回到电源负极,形成完整回路。此时发光二极管导通,晶体管随之导通,产生高电平(1);当Y0截止时,产生低电平(0)。

通过Y0不断接通与截止,脉冲信号从外部设备传输到驱动器中。环形分配器接收这些脉冲并进行分配,控制步进电机绕组依次得电。因此,步进电机旋转必须要有脉冲信号,否则将保持停止状态。方向信号与脱机信号的工作原理类似。

三、步进驱动器的细分设置

什么是细分?

为了提高步进电机的控制精度,现代步进电机驱动器都具有细分功能。细分是通过驱动器内部电路将步距角减小的技术。

例如:将步进驱动器设置为5细分,假设原来步距角为1.8°,设置细分后步距角变为0.36°。也就是说,原来一步完成的运动,设置细分后需要5步才能完成。

细分设置注意事项:

  1. 一般情况下,细分数不宜设置过大。在控制脉冲频率不变的情况下,细分越大,电机转速越慢,且输出力矩会减小。
  2. 驱动步进电机的脉冲频率不能太高,一般不超过2kHz,否则电机输出力矩会迅速减小。

大多数步进驱动器的细分设置表可以直接在驱动器上查看。

四、步进驱动器应用要点总结

项目 要点说明
电源要求 直流24-28V电源
控制信号 脉冲信号、方向信号、脱机信号
信号隔离 采用光电隔离技术,提高抗干扰能力
细分设置 提高控制精度,但需注意细分倍数与输出力矩的关系
脉冲频率 一般不超过2kHz,以保证足够的输出力矩

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