步進電機驅動器調速方法

隨著電力電子技術的飛速發展，變頻調速的性能指標完全可以達到甚至超過直流電機調速系統。步進電機驅動器通過調節輸入驅動器的脈沖頻率以及驅動器的細分參數來達到調節步進電機轉速的作用，其實就是控制單位時間內步進電機的步數。

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

二、變頻調速：優點：①無附加轉差損耗，效率高，調速范圍寬;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、換向器電機調速：優點：①具有交流同步電機結構簡單和直流電機良好的調速性能;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無附加轉差損耗，效率高，適用于高速大容量同步電機的啟動和調速。缺點：過載能力較低，原有電機的容量不能充分發揮。

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

五、定子調壓調速：優點：①線路簡單，裝置體積小，價格便宜;②使用、維修方便。缺點：①調速過程中增加轉差損耗，此損耗使轉子發熱，效率較低;②調速范圍比較小;③要求采用高轉差電機，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、電磁轉差離合器調速：優點：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，因為電磁轉差離合器本身轉差較大，所以輸出軸的最高轉速僅為電機同步轉速的80%～90%;②調速過程中轉差功率全部轉化成熱能形式的損耗，效率低。

七、轉子串電阻調速：優點：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速。若用液體電阻進行無級調速，則維護、保養要求較高;②調速過程中附加的轉差功率全部轉化為所串電阻發熱形式的損耗，效率低。③調速范圍不大。

步進電機驅動器的作用

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

步進電機的相數是指其步進電機內部的線圈組數，常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數不同，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動器時，用戶主要是靠著選擇不同相數的步進電機從而來滿足步距角的請求。假如運用細分驅動器，則相數將變得沒有意義，用戶只需在驅動器上改動細分數，就能夠改動步距角。

步進電機驅動器細分后將對電機的運轉性能產生質的飛躍，但是這一切都是由驅動器自身產生的，和電機及控制系統無關。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所發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，這樣在請求電機轉速相同的狀況下，控制系統所發的步進信號的頻率在十細分時為半步運轉時的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