驱动器的细分原理及一些相关说明 点击：2947 | 回复：25
发表于：2007-01-02 14:00:00
楼主
驱动器的细分原理及一些相关说明
有的人认为，细分是为了提高精度，其实不然，细分主要是改善电机的运行性能，现说明如下：步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，假如电机的额定相电流为3A，如果使用常规驱动器（如常用的恒流斩波方式）驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A，且电流是以正弦曲线规律变化，这样就大大的改善了电机的振动和噪音，因此，在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要精确控制电机的相电流，所以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求，成本亦会较高。注意，国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，望广大用户一定要分清两者的本质不同：
1．“平滑”并不精确控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来精确定位的。
2．电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。
有的人认为，细分是为了提高精度，其实不然，细分主要是改善电机的运行性能，现说明如下：步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，假如电机的额定相电流为3A，如果使用常规驱动器（如常用的恒流斩波方式）驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A，且电流是以正弦曲线规律变化，这样就大大的改善了电机的振动和噪音，因此，在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要精确控制电机的相电流，所以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求，成本亦会较高。注意，国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，望广大用户一定要分清两者的本质不同：
1．“平滑”并不精确控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来精确定位的。
2．电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。
发表于：2007-03-31 10:44:00
18楼
我还真没有要支持“细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加”的想法，这个问题说法不一，有点公说公有理，婆说婆有理的感觉，都是一家之言，大家说出讨论无妨，要争个对错可就不容易了。
“电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降”平滑是针对整半步驱动设计的一种通过减缓每步电流上升沿来减小步进运行冲击，改善运行平稳性的方法，由于电流脉冲的沿被延缓了，因而不仅平均驱动电流下降，而且瞬态合成力矩也会有所降低。
“细分控制不但不会引起电机力矩的下降...”细分控制可以认为是一种超越于整半步控制方式，不再是仅仅在整半步控制的基础上进行改良，其原理是基于步进电机的矩角特性，具有矢量化控制的雏形，因而对步进电机固有特性的一种有效发掘，所以“不会引起电机力矩的下降”是有理论依据的。至于真的能否“增加”就是仁者见仁，智者见智了。
“电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降”平滑是针对整半步驱动设计的一种通过减缓每步电流上升沿来减小步进运行冲击，改善运行平稳性的方法，由于电流脉冲的沿被延缓了，因而不仅平均驱动电流下降，而且瞬态合成力矩也会有所降低。
“细分控制不但不会引起电机力矩的下降...”细分控制可以认为是一种超越于整半步控制方式，不再是仅仅在整半步控制的基础上进行改良，其原理是基于步进电机的矩角特性，具有矢量化控制的雏形，因而对步进电机固有特性的一种有效发掘，所以“不会引起电机力矩的下降”是有理论依据的。至于真的能否“增加”就是仁者见仁，智者见智了。
发表于：2007-04-03 11:26:00
19楼
细分没有那么牛B:
1. 细分减小电流冲击, 降低电流变化率,只是在电机低频运转时才如此. "电机每运行一步，其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A" 话虽如此,但你想下, 你细分运行一步的距离只是整步运行的的十分之一, 如果要同样使电机达到一定的转速(相对高一点的转速),那么, 你细分运行速度(给脉冲的速度)也须是整步运行的十倍. 在高频时, 它们得到的di/dt是完全一样的. 细分, 只是能减小低频时换相瞬间的电流变化率.
2. "细分的微步是可以用来精确定位的"前提是, 负载相对电机额定负载小很多. 你如果是十细分,那么你细分步能连续带动的负载理论值是: 电机最大扭矩*sin(90度/10). 如果此时负载值为电机额定负载, 那么,你的前面9个细分步都是因为扭矩不够而丢步的! 只有第十个小步, 也就是整步的时候, 才能带动负载.
也就是说, 你要用细分来"精确定位", 前提是, 你的负载比额定负载/细分数小. 否则, 你说的"精度定位"就是掩耳盗铃, 脱裤子放屁!
即时你要用步进电机来细分实现"精确定位", 兄弟,,,你选电机的成本是相当高的!
1. 细分减小电流冲击, 降低电流变化率,只是在电机低频运转时才如此. "电机每运行一步，其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A" 话虽如此,但你想下, 你细分运行一步的距离只是整步运行的的十分之一, 如果要同样使电机达到一定的转速(相对高一点的转速),那么, 你细分运行速度(给脉冲的速度)也须是整步运行的十倍. 在高频时, 它们得到的di/dt是完全一样的. 细分, 只是能减小低频时换相瞬间的电流变化率.
2. "细分的微步是可以用来精确定位的"前提是, 负载相对电机额定负载小很多. 你如果是十细分,那么你细分步能连续带动的负载理论值是: 电机最大扭矩*sin(90度/10). 如果此时负载值为电机额定负载, 那么,你的前面9个细分步都是因为扭矩不够而丢步的! 只有第十个小步, 也就是整步的时候, 才能带动负载.
也就是说, 你要用细分来"精确定位", 前提是, 你的负载比额定负载/细分数小. 否则, 你说的"精度定位"就是掩耳盗铃, 脱裤子放屁!
即时你要用步进电机来细分实现"精确定位", 兄弟,,,你选电机的成本是相当高的!
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