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使用細分驅動器對控制系統有什么特殊要求?

驅動器細分后將對電機的運行性能產生質的飛躍，但是這一切都是由驅動器本身產生的，和電機及控制系統無關。在使用時，用戶一需要注意的一點是步距角的改變，這一點將對控制系統所發的步進信號的頻率有影響，因為細分后步進電機的步距角將變小，要求步進信號的頻率要相應提高。以1.8度步進電機為例：驅動器在半步狀態時步距角為0.9度，而在十細分時步距角為0.18度，這樣在要求電機轉速相同的情況下，控制系統所發的步進信號的頻率在十細分時為半步運行時的5倍

什么是保持轉矩（holding torque）？

驅動器細分后將對電機的運行性能產生質的飛躍，但是這一切都是由驅動器本身產生的，和電機及控制系統無關。在使用時，用戶一需要注意的一點是步進電機步距角的改變，這一點將對控制系統所發的步進信號的頻率有影響，因為細分后步進電機的步距角將變小，要求步進信號的頻率要相應提高。以1.8度步進電機為例：驅動器在半步狀態時步距角為0.9度，而在十細分時步距角為0.18度，這樣在要求電機轉速相同的情況下，控制系統所發的步進信號的頻率在十細分時為半步運行時的5倍。

步進電機精度為多少？是否累積？

一般步進電機的精度為步進角的3~5%。步進電機單步的偏差并不會影響到下一步的精度，因此步進電機精度不累積。

步進電機的外表溫度允許達到多少？

步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降甚至于丟失。因此電機外表允許的較高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點。一般來說，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，因此步進電機外表溫度在攝氏80~90度完全正常。

為什么步進電機的力矩會隨轉速升高而下降？

步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高， 反向電動勢 越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。

為什么步進電機低速進可以正常運轉，但若**一定速度就無法啟動并伴有嘯叫聲？

步進電機有一個技術參數：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率**該值，電機不能正常啟動，可能發生丟步或堵轉。在有負載的情況下，啟動頻率應有加程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。空載啟動頻率一般為電機運轉一圈所需脈沖數的2倍。

如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉時的振動和噪聲？

步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：

a、如步進電機正好工作在共振區，可通過必變減速比提高步進電機運行速度。

b、采用帶有細分功能的驅動器，這是較常用的，較簡便的方法。因為細分型驅動器電機的相電流變化較半步型平緩。

c、換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機，或兩相細分型步進電機。

d、換成直流或交流，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高。

e、在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產品，但機械結構改變較大

恒電壓驅動

單電壓驅動是指在電機繞組工作過程中，只用一個方向電壓對繞組供電，多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅動方式，現在基本不用了。

優點：電路簡單，元件少、控制也簡單，實現起來比較簡單

缺點：必須提供足夠大的電流的來進行開關處理，電機運轉速度比較低，電機震動比較大，發熱大。由于已經不再使用，所以不多描述。

高低壓驅動

由于恒電壓驅動存在以上諸多缺點，技術的進一步發展，研發出新的高低壓驅動來改善恒電壓驅動的部分缺點，高低壓驅動的原理是，在電機運動到整步的時候使用高壓控制，在運動到半步的時候使用低壓控制，停止時也是使用低壓來控制。

優點：高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音，*一次提出細分控制的概念，同時也提出了停止時電流減半的工作模式。

缺點：電路相對恒電壓驅動復雜，對三極管高頻特性要求提高，電機低速仍然震動比較大，發熱仍然比較大，現在基本上不使用這種驅動模式。

自激式恒電流斬波驅動

自激式恒電流斬波驅動的工作原理是通過硬件設計當電流達到某個設定值的時候通過硬件將其電流關閉，然后轉為另一個繞組通電，另一個繞組通電的電流到某個固定的電流的時候，又能通過硬件將其關閉，如此反復，推進步進電機運轉。

優點：噪音大大減小，轉速一定程度上提高了，性能比前兩種有一定的提高。

缺點：對電路設計要求比較高，對電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅動元件，對元件性能要求比較高。

電流比較斬波驅動（目全市場上主要采用的技術）

電流比較斬波驅動是把步進電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓，與d／a轉換器輸出的預設值進行比較，比較結果來控制功率管的開關，從而達到控制繞組相電流的目的。

優點：使運動控制模擬正弦波的特點，大大提高性能，運動速度和噪音都比較小，可以使用比較高的細分，是當前流行的控制方法。

缺點：電路比較復雜，對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產生抖動，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導致高頻干擾，進而導致驅動元件發熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅動器使用1年多的時候容易出現紅燈保護的主要原因。

潛進式驅動（碩科數控采用的全新技術）

這是一種全新的運動控制技術，該技術是在當前電流比較斬波驅動技術的前提下，克服其中的缺點而創新的一種全新的驅動方法。其核心技術是在電流比較斬波驅動的前提下增加了驅動元件發熱和高頻抑制保護技術。

優點：兼有電流比較斬波驅動的優點外，發熱特別小，使用壽命較長。

缺點：全新技術，價格比較高，目前每種電機和驅動器匹配要求相對比較嚴格。

驅動器技術的發展，從原來國外一枝*秀到國內各種優秀技術涌現，可以看出國內技術的進步，同時也可以看出，每一次技術的革新都會帶來幾個以高端技術去引導市場的市場，在步進技術相對成熟的今天，碩科數控攜全新的步進驅動技術，把國內的步進驅動器再次推向**市場，原來依靠進口驅動器來獲得高性能的國內廠家，在看到本技術所闡述的內容后，相信會從內心對國內技術的期望發生改變。原來使用進口的國內工程師們，現在讓他們找到拒絕產品的理由了，可以跟再次說一聲no。

提外話：細分技術

細分技術是在以上各種驅動技術的基礎上，通過運算擴展出來的一種提高精度的技術，該種技術來提高精度，是有一定局限的，并非你的驅動器有128細分，其精度就等于1.8度除于128，相信對步進驅動技術深入的同志們對我的這種說法是認可的；而告訴您能達到1.8度除于128的精度的人，無非以下3種人：

1、傳導者：從別人那里聽到的，說給別人聽；

2、推銷者：希望你跟他購買東西，說給你聽；

3、處涉者：剛剛開始接觸步進驅動，還沒有仔細琢磨該技術

啟動運行時失控與失步一般要考慮以下方面作檢查：

1） 電機力矩是否足夠大，能否帶動負載，因此我們一般**用戶選型時要選用力矩比實際需要大 50%~** 的電機，因為步進電機不能過負載運行，哪怕是瞬間，都會造成失步，嚴重時停轉或不規則原地反復動。

2） 上位控制器來的輸入走步脈沖的電流是否夠大（一般要 >;10ma ），以使光耦穩定導通，輸入的頻率是否過高，導致接收不到，如果上位控制器的輸出電路是 cmos 電路，則也要選用 cmos 輸入型的步進驅動器。

3） 啟動頻率是否太高，在啟動程序上是否設置了加程，較好從電機規定的啟動頻率內開始加速到設定頻率，哪怕加速時間很短，否則可能就不穩定，甚至處于惰態。

4） 電機未固定好時，有時會出現此狀況，則屬于正常。因為，實際上此時造成了電機的強烈共振而導致進入失步狀態。電機必須固定好。 5） 對于 5 相電機來說，相位接錯，電機也不能工作。

的轉速是隨輸入脈沖信號的變化而變化的。從理論上說，只要給步進驅動器脈沖信號即可。每給驅動器一個脈沖（cp），步進電機就旋轉一個步距角（細分時為一個細分步距角）。但是，由于步進電機性能關系，cp信號變化太快，步進電機將跟不上電信號的變化，這時會產生堵轉和丟步現象。所以步進電機要在高速時，必須有升程，在停止時必須有降程。一般升速與降速規律相同，以下以升速為例介紹：

升程由起跳頻率加升速曲線組成（降程反之）。起跳頻率不能太大，否則也會產生堵轉和失步。升降速曲線一般是為指數曲線或經過修調的指數曲線，當然也可采用直線或正弦曲線等。用戶需根據自己的負載選擇合適的響應頻和升降速曲線，找到一條理想的曲線并不容易，一般需要多次試機才行。指數曲線在實際軟件編程過程中比較麻煩，一般事先算好時間常數存儲在計算機存儲器呢，工作過程中直接選取。