步進電機驅(qū)動器調(diào)速方法

隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速的性能指標完全可以達到甚至超過直流電機調(diào)速系統(tǒng)。步進電機驅(qū)動器通過調(diào)節(jié)輸入驅(qū)動器的脈沖頻率以及驅(qū)動器的細分參數(shù)來達到調(diào)節(jié)步進電機轉(zhuǎn)速的作用，其實就是控制單位時間內(nèi)步進電機的步數(shù)。

一、改變極對數(shù)調(diào)速：優(yōu)點：①無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高;②控制電路簡單，易維修，價格低;③與定子調(diào)壓或電磁轉(zhuǎn)差離合器配合可得到效率較高的平滑調(diào)速。缺點：有級調(diào)速，不能實現(xiàn)無級平滑的調(diào)速，并且由于受到電機結構和制造工藝的限制，通常只能實現(xiàn)2～3種極對數(shù)的有級調(diào)速，調(diào)速范圍相當有限。

二、變頻調(diào)速：優(yōu)點：①無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，調(diào)速范圍寬;②對于低負載運行時間較長，或起、停較頻繁的場合，可以達到節(jié)電和保護電機的目的。缺點：技術較復雜，價格較高。

三、換向器電機調(diào)速：優(yōu)點：①具有交流同步電機結構簡單和直流電機良好的調(diào)速性能;②低速時用電源電壓、高速時用步進電機反電勢自然換流，運行可靠;③無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，適用于高速大容量同步電機的啟動和調(diào)速。缺點：過載能力較低，原有電機的容量不能充分發(fā)揮。

四、串級調(diào)速：優(yōu)點：①可以將調(diào)速過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差能量加以回饋利用。效率高;②裝置容量與調(diào)速范圍成正比，適用于70%～95%的調(diào)速。缺點：功率因素較低，有諧波干擾，正常運行時無制動轉(zhuǎn)矩，適用于單象限運行的負載。

五、定子調(diào)壓調(diào)速：優(yōu)點：①線路簡單，裝置體積小，價格便宜;②使用、維修方便。缺點：①調(diào)速過程中增加轉(zhuǎn)差損耗，此損耗使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低;②調(diào)速范圍比較小;③要求采用高轉(zhuǎn)差電機，比如特殊設計的力矩電機，所以特性較軟，一般適用于55kW以下的異步電機。

六、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速：優(yōu)點：①結構簡單，控制裝置容量小，價值便宜;②運行可靠，維修容易;③無諧波干擾。缺點：①速度損失大，因為電磁轉(zhuǎn)差離合器本身轉(zhuǎn)差較大，所以輸出軸的最高轉(zhuǎn)速僅為電機同步轉(zhuǎn)速的80%～90%;②調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化成熱能形式的損耗，效率低。

七、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速：優(yōu)點：①技術要求較低，易于掌握;②設備費用低;③無電磁諧波干擾。缺點：①串鑄鐵電阻只能進行有級調(diào)速。若用液體電阻進行無級調(diào)速，則維護、保養(yǎng)要求較高;②調(diào)速過程中附加的轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為所串電阻發(fā)熱形式的損耗，效率低。③調(diào)速范圍不大。

步進電機驅(qū)動器的作用

步進電機驅(qū)動器是一種能將其承受到的電脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移量的執(zhí)行機構。當步進電機驅(qū)動器接納到了一個電脈沖信號后，它就驅(qū)動其步進電機依照原先完成設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度位移（我們稱之為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是按一個固定的角度一步一步來運轉(zhuǎn)的。我們能夠經(jīng)過控制其發(fā)送的脈沖的個數(shù)來控制其角度的位移量，從而到達精準定位的目的;同時我們也能夠經(jīng)過控制其脈沖信號的頻率來控制其步進電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而到達其調(diào)速跟定位的目的。普遍應用在于各種的雕琢機、水晶研磨機、中型數(shù)控機床、腦電繡花機、包裝機械、噴泉、點膠機、切料送料系統(tǒng)等等等一些分辨率請求較高的大型、中型數(shù)控設備上。

步進電機的相數(shù)是指其步進電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，普通性的二相步進電機的步距角為1.8度、三相為1.2度、五相的為0.72度。在沒有配置步進電機細分驅(qū)動器時，用戶主要是靠著選擇不同相數(shù)的步進電機從而來滿足步距角的請求。假如運用細分驅(qū)動器，則相數(shù)將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改動細分數(shù)，就能夠改動步距角。

步進電機驅(qū)動器細分后將對電機的運轉(zhuǎn)性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動器自身產(chǎn)生的，和電機及控制系統(tǒng)無關。在運用時，用戶獨一需求留意的一點是步進電機步距角的改動，這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)的步進信號的頻率有影響，由于細分后步進電機的步距角將變小，請求步進信號的頻率要相應進步。以1.8度步進電機為例：驅(qū)動器在半步狀態(tài)時步距角為0.9度，而在十細分時步距角為0.18度，這樣在請求電機轉(zhuǎn)速相同的狀況下，控制系統(tǒng)所發(fā)的步進信號的頻率在十細分時為半步運轉(zhuǎn)時的5倍。

普通步進電機的精度為步進角的3~5%。步進電機單步的偏向并不會影響到下一步的精度，因而步進電機精度不累積。

審核編輯：湯梓紅