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步进电机细分讲解

发布时间:2020-11-18 19:05:00 点击:    

 
 

一、 细分

1.什么是驱动器的细分?运行拍数和步距角的关系。

起重电机专业生产厂家无锡宏达电机2020年11月18日讯 “细分”是针对“步距角”而言。没有细分状态的话,控制系统(可以说单片机)每发一个步进的脉冲信号,步进电机就会按照整步(步距角)旋转一个特定的角度。步进电机的datasheet都会给出一个步距角,我们最常见的步进电机的步距角是1.8°。我们通过步进电机驱动器(步进电机驱动板)设置细分状态,步进电机将会按照细分的步距角旋转位移角度,从而实现更精密的定位。

列表说明:

电机固有步距角

运行拍数

细分数

电机运行时的真正步距角

1.8°

8

2

0.9°

1.8°

20

5

0.36°

1.8°

40

10

0.18°

1.8°

80

20

0.09°

1.8°

160

40

0.045°

上表可看出,电机运行时的真正步距角=电机固有步距角/细分数。

举例1:步进电机的步距角为1.8°,驱动器不进行细分设置,工作在整步状态时,单片机每发一个脉冲信号,步进电机旋转1.8°。所以步进电机旋转一周需要的脉冲数为360°/1.8° =  200 个。所以我们单片机必须要给驱动器发送200个脉冲才能使步进电机旋转一周。

举例2:步进电机的步距角为1.8°,设置驱动器的细分数是10细分,则电机运行时真正的步距角是1.8°/10 = 0.18°,即单片机每发一个脉冲信号,步进电机旋转0.18°。所以步进电机旋转一周需要的脉冲数为360°/0.18° =  2000 个。所以我们单片机必须要给驱动器发送2000个脉冲才能使步进电机旋转一周。

举例3:步进电机的步距角为1.8°,设置驱动器的细分数是40细分,则电机运行时真正的步距角是1.8°/40 = 0.045°,即单片机每发一个脉冲信号,步进电机旋转0.18°。所以步进电机旋转一周需要的脉冲数为360°/0.045° =  8000 个。所以我们单片机必须要给驱动器发送8000个脉冲才能使步进电机旋转一周。

细分是步进电机按照微小的步距角旋转,也就是常说的微步距控制。不同的场合有不同的控制要求,并不是要求驱动步进电机一定要细分。

运行拍数与驱动器细分的关系:运行拍数是指步进电机运行时每转一个齿距需要的脉冲数。例如某个步进电机有50个齿,如运行拍数设置为160,那么步进电机旋转一圈需要50*160=8000步;对应步距角=360/8000 = 0.045°。其实对于我们用户来讲没必要去计算是几步几拍,我们只需要知道:步进电机整步运行需要的脉冲数。例如:步进电机步距角1.8°,单片机每秒钟给200个脉冲,则步进电机就能够在一秒内转完一圈;如果设置细分为40细分,则单片机要每秒钟给8000个脉冲,步进电机才能够在一秒内转完一圈。

2.细分的好处

步进电机驱动器采用细分的功能能够消除步进电机的低频共振现象,减少震动,降低工作的噪音。低频共振是步进电机固有特性,只有通过驱动器细分的办法才能够减轻消除。

利用细分方法还能够提高步进电机的输出转矩。细分状态下提供给步进电机的电流显的“持续、强劲”,极大的减少步进电机旋转是的反向电动势。

二、 常见的细分数设定方法

怎么进行设定细分?细分是通过驱动器进行设定的。关于细分,可以通过硬件设定细分数,也可以通过单片机软件进行设定,就看你电路是怎么设定了。

如图1 TB6560步进电机驱动器所示,这个驱动器是通过硬件设定细分数的,通过拨码开关来选择细分数。该驱动器可设定四个细分数:1/2/8/16四个细分。大学时期,我们见得最多和使用最多还具有细分功能可能就是TB6560这个驱动器。

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1 TB6560步进电机驱动器

如图2电机驱动芯片所示,这种步进电机的驱动芯片在(手册)datasheet中都会有说明是通过哪几个引脚进行细分设定。如下图2是通过M1 M2 M3这三个引脚来进行细分数的设定(手册中有说明)。此电路是通过选择焊接哪个电阻来选择细分数的,如图,焊接的R38 R37 R35,即设定为 L  L  H ,所以为16细分。当然这个电路图也可以通过软件进行设定,但是在电路设定时,需要将M1/M2/M3引脚分别和单片机的IO进行连接,然后通过单片机控制这三个引脚的电平来设定细分数。

 

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2

如图3芯片所示,也是步进电机的一种驱动芯片,关于此类芯片它并没有专门的引脚来设定细分数。这是是一种TI的集成芯片,通过SPI通信控制,SPI通信成功后,通过寄存器的配置来完成细分数的设定(如图4所示)。至于该如何去配置这里就不多说了,想了解的可以去看这个芯片的datasheet

 

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