了解步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動基本知識-步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動MOS管原廠及合理應(yīng)用方案-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2018-09-08
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器技術(shù)的開展,從原來國外一枝獨(dú)秀到國內(nèi)各種優(yōu)秀技術(shù)體現(xiàn),能夠看出國內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步,同時也能夠看出,每一次技術(shù)的改造都會帶來幾個以高端技術(shù)去引導(dǎo)市場的市場反動。
1、恒電壓驅(qū)動
單電壓驅(qū)動是指在電機(jī)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。該方式是一種比擬老的驅(qū)動方式,如今根本不用了。
優(yōu)點(diǎn):電路簡單,元件少、控制也簡單,完成起來比擬簡單
缺陷:必需提供足夠大的電流的三極管來停止開關(guān)處置,步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度比擬低,電機(jī)震動比擬大,發(fā)熱大。由于曾經(jīng)不再運(yùn)用,所以不多描繪。
2、高低壓驅(qū)動
由于恒電壓驅(qū)動存在以上諸多缺陷,技術(shù)的進(jìn)一步開展,研發(fā)出新的上下壓驅(qū)動來改善恒電壓驅(qū)動的局部缺陷,上下壓驅(qū)動的原理是,在電機(jī)運(yùn)動到整步的時分運(yùn)用高壓控制,在運(yùn)動到半步的時分運(yùn)用低壓控制,中止時也是運(yùn)用低壓來控制。
優(yōu)點(diǎn):上下壓控制在一點(diǎn)水平上改善了震動和噪音,第一次提出細(xì)分控制步進(jìn)電機(jī)的概念,同時也提出了中止時電流減半的工作形式。
缺點(diǎn):電路相對恒電壓驅(qū)動復(fù)雜,對三極管高頻特性請求進(jìn)步,電機(jī)低速依然震動比擬大,發(fā)熱依然比擬大,如今根本上不運(yùn)用這種驅(qū)動形式。
3、自激式恒電流斬波驅(qū)動
自激式恒電流斬波驅(qū)動的工作原理是經(jīng)過硬件設(shè)計(jì)當(dāng)電流到達(dá)某個設(shè)定值的時分經(jīng)過硬件將其電流關(guān)閉,然后轉(zhuǎn)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分,又能經(jīng)過硬件將其關(guān)閉,如此重復(fù),推進(jìn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
優(yōu)點(diǎn):噪音大大減小,轉(zhuǎn)速一定水平上進(jìn)步了,性能比前兩種有一定的進(jìn)步。
缺點(diǎn):對電路設(shè)計(jì)請求比擬高,對電路抗干擾請求比擬高,容易惹起高頻,燒壞驅(qū)動元件,對元件性能請求比擬高。
4、電流比擬斬波驅(qū)動(目前市場上主要采用的技術(shù))
電流比擬斬波驅(qū)動是把步進(jìn)電機(jī)繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓,與D/A轉(zhuǎn)換器輸出的預(yù)設(shè)值停止比擬,比擬結(jié)果來控制功率管的開關(guān),從而到達(dá)控制繞組相電流的目的。
優(yōu)點(diǎn):使運(yùn)動控制模仿正弦波的特性,大大進(jìn)步性能,運(yùn)動速度和噪音都比擬小,能夠運(yùn)用比擬高的細(xì)分,是當(dāng)前盛行的控制辦法。
缺點(diǎn):電路比擬復(fù)雜,對電路中的干擾難以控制和理論請求相吻合,容易產(chǎn)生顫動,在控制構(gòu)成正弦波的波峰和波谷,容易導(dǎo)致高頻干擾,進(jìn)而招致驅(qū)動元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化,這也是很多驅(qū)動器運(yùn)用1年多的時分容易呈現(xiàn)紅燈維護(hù)的主要緣由。
5、潛進(jìn)式驅(qū)動
這是一種全新的運(yùn)動控制技術(shù),該技術(shù)是在當(dāng)前電流比擬斬波驅(qū)動技術(shù)的前提下,克制其中的缺陷而創(chuàng)新的一種全新的驅(qū)動辦法。其中心技術(shù)是在電流比擬斬波驅(qū)動的前提下增加了驅(qū)動元件發(fā)熱和高頻抑止維護(hù)技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn):兼有電流比擬斬波驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)外,發(fā)熱特別小,運(yùn)用壽命較長。
缺點(diǎn):全新技術(shù),價錢比擬高,目前每種步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動器匹配請求相比照較嚴(yán)格。
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的狀況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、中止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個脈沖信號,電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步f距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只要周期性的誤差而無累積誤差等特性。使得在速度、位置等控制范疇用步進(jìn)電機(jī)來控制變的十分的簡單。
固然步進(jìn)電機(jī)已被普遍地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下運(yùn)用。它必需由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可運(yùn)用。因而用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它觸及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)學(xué)問。
目前,消費(fèi)步進(jìn)電機(jī)的廠家確實(shí)不少,但具有專業(yè)技術(shù)人員,可以自行開發(fā),研制的廠家卻十分少,大局部的廠家只一、二十人,連最根本的設(shè)備都沒有。僅僅處于一種自覺的仿制階段。這就給用戶在產(chǎn)品選型、運(yùn)用中形成許多費(fèi)事。
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的一種開環(huán)線性執(zhí)行元件,具有無累積誤差、本錢低、控制簡單特性。產(chǎn)品從相數(shù)上分有二、三、四、五相,從步距角上分有0.9°/1.8°、0.36°/0.72°,從規(guī)格上分有口42~φ130,從靜力矩上分有0.1N?M~40N?M。
運(yùn)用、控制步進(jìn)電機(jī)必需由環(huán)形脈沖,功率放大等組成的控制系統(tǒng)。驅(qū)動控制系統(tǒng)組成方框圖如下:
1、脈沖信號的產(chǎn)生
脈沖信號普通由單片機(jī)或CPU產(chǎn)生,普通脈沖信號的占空比為0.3-0.4左右,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,占空比則越大。
2、信號分配
我廠消費(fèi)步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動適配組件:是一家專業(yè)從事中、大、功率場效應(yīng)管(MOSFET)、快恢復(fù)二極管、三端穩(wěn)壓管開發(fā)設(shè)計(jì)、集研發(fā)生產(chǎn)等。
3、功率放大
功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的局部。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)均勻電流而非靜態(tài)電流(而樣本上的電流均為靜態(tài)電流)。均勻電流越大電機(jī)力矩越大,要到達(dá)均勻電流大這就需求驅(qū)動系統(tǒng)盡量克制電機(jī)的反電勢。因此不同的場所采取不同的的驅(qū)動方式,到目前為止,驅(qū)動方式普通有以下幾種:恒壓、恒壓串電阻、上下壓驅(qū)動、恒流、細(xì)分?jǐn)?shù)等。為盡量進(jìn)步電機(jī)的動態(tài)性能,將信號分配、功率放大組成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源。
SH系列二相恒流斬波驅(qū)動電源與單片機(jī)及電機(jī)接線圖如下:
闡明:
CP-接CPU脈沖信號(負(fù)信號,低電平有效)
OPTO-接CPU+5VFREE 脫機(jī),與CPU地線相接,驅(qū)動電源不工作
DIR-方向控制,與CPU地線相接,電機(jī)反轉(zhuǎn)
VCC-直流電源正端
GND-直流電源負(fù)端
A
接電機(jī)引出線紅線
接電機(jī)引出線綠線
B
接電機(jī)引出線黃線
接電機(jī)引出線
步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用:步進(jìn)電機(jī)的選擇。步進(jìn)電機(jī)有步距角(觸及到相數(shù))、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素肯定,步進(jìn)電機(jī)的型號便肯定下來了。
1、步距角的選擇:電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的請求,將負(fù)載的最小分辨率(當(dāng)量)換算到電機(jī)軸上,每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走幾角度(包括減速)。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進(jìn)電機(jī)的步距角普通有0.36度/0.72度(五相電機(jī))、0.9度/1.8度(二、四相電機(jī))、1.5度/3度 (三相電機(jī))等。
2、靜力矩的選擇:步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)力矩一下子很難肯定,我們常常先肯定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的根據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載,而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時(普通由低速)時二種負(fù)載均要思索,加速起動時主要思索慣性負(fù)載,恒速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)只需思索摩擦負(fù)載。普通狀況下,靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好,靜力矩一旦選定,電機(jī)的機(jī)座及長度便能肯定下來(幾何尺寸)
3、電流的選擇靜力矩一樣的電機(jī),由于電流參數(shù)不同,其運(yùn)轉(zhuǎn)特性差異很大,可根據(jù)矩頻特性曲線圖,判別電機(jī)的電流(參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓)
4、力矩與功率換算:步進(jìn)電機(jī)普通在較大范圍內(nèi)調(diào)速運(yùn)用、其功率是變化的,普通只用力矩來權(quán)衡,力矩與功率換算如下:
P= Ω?M
Ω=2π?n/60
P=2πnM/60
其P為功率單位為瓦,Ω為每秒角速度,單位為弧度,n為每分鐘轉(zhuǎn)速,M為力矩單位為牛頓?米P=2πfM/400(半步工作)其中f為每秒脈沖數(shù)(簡稱PPS)
綜上所述選擇電機(jī)普通應(yīng)遵照以下步驟:
應(yīng)用中的注意點(diǎn):
1、步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場所---每分鐘轉(zhuǎn)速不超越1000轉(zhuǎn),(0.9度時6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)間運(yùn)用,可經(jīng)過減速安裝使其在此間工作,此時電機(jī)工作效率高,噪音低。
2、步進(jìn)電機(jī)最好不運(yùn)用整步狀態(tài),整步狀態(tài)時振動大。
3、由于歷史緣由,只要標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)運(yùn)用12V外,其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動電壓伏值 ,可依據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓(倡議:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動外也能夠采用其他驅(qū)動電源, 不過要思索溫升。
4、轉(zhuǎn)動慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號電機(jī)。
5、電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時,普通不在工作速度起動,而采用逐步升頻提速,一電機(jī)不失步,二能夠減少噪音同時能夠進(jìn)步中止的定位精度。
6、高精度時,應(yīng)經(jīng)過機(jī)械減速、進(jìn)步電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動器來處理,也能夠采用5相電機(jī),不過其整個系統(tǒng)的價錢較貴,消費(fèi)廠家少,其被淘汰的說法是外行話。
7、電機(jī)不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作,如若必需可經(jīng)過改動電壓、電流或加一些阻尼的處理。
8、電機(jī)在600PPS(0.9度)以下工作,應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。
9、應(yīng)遵照先選電機(jī)后選驅(qū)動的準(zhǔn)繩。
其他闡明:有關(guān)低頻振動、升降速、機(jī)械共振、工作往復(fù)運(yùn)動的誤差、平面圓弧X、Y插補(bǔ)誤差以及其他問題。詳細(xì)處理方法恕不便在此敘說,我廠用戶可來電咨詢,可依據(jù)詳細(xì)狀況處理。不同廠家的電機(jī)在設(shè)計(jì)、運(yùn)用資料及加工工藝方面差異很大,選用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)注重牢靠性而輕性能、重質(zhì)量而輕價錢。最好采用同終身產(chǎn)廠家的控制器、驅(qū)動器和電機(jī)。這樣便于最終客戶的維護(hù)。
步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動器技術(shù)的開展,少不了步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動MOS管部件的使用。從原來國外一枝獨(dú)秀到國內(nèi)各種優(yōu)秀技術(shù)體現(xiàn),能夠看出國內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步,同時也能夠看出,每一次技術(shù)的改造都會帶來幾個以高端技術(shù)去引導(dǎo)市場的市場反動。
深圳市可易亞半導(dǎo)體科技有限公司.是一家專業(yè)從事中、大、功率場效應(yīng)管(MOSFET)、快速恢復(fù)二極管、三端穩(wěn)壓管開發(fā)設(shè)計(jì),集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。
2005年在深圳福田,KIA半導(dǎo)體開啟了前行之路,注冊資金1000萬,辦公區(qū)域達(dá)1200平方,已經(jīng)擁有了獨(dú)立的研發(fā)中心,研發(fā)人員以來自韓國(臺灣)超一流團(tuán)隊(duì),可以快速根據(jù)客戶應(yīng)用領(lǐng)域的個性來設(shè)計(jì)方案,同時引進(jìn)多臺國外先進(jìn)設(shè)備,業(yè)務(wù)含括功率器件的直流參數(shù)檢測、雪崩能量檢測、可靠性實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)分析、失效分析等領(lǐng)域。強(qiáng)大的研發(fā)平臺,使得KIA在工藝制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面擁有知識產(chǎn)權(quán)35項(xiàng),并掌握多項(xiàng)場效應(yīng)管核心制造技術(shù)。自主研發(fā)已經(jīng)成為了企業(yè)的核心競爭力。
強(qiáng)大的研發(fā)平臺,使得KIA在工藝制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面擁有知識產(chǎn)權(quán)35項(xiàng),并掌握多項(xiàng)場效應(yīng)管核心制造技術(shù)。自主研發(fā)已經(jīng)成為了企業(yè)的核心競爭力。
KIA半導(dǎo)體的產(chǎn)品涵蓋工業(yè)、新能源、交通運(yùn)輸、綠色照明四大領(lǐng)域,不僅包括光伏逆變及無人機(jī)、充電樁、這類新興能源,也涉及汽車配件、LED照明等家庭用品。KIA專注于產(chǎn)品的精細(xì)化與革新,力求為客戶提供最具行業(yè)領(lǐng)先、品質(zhì)上乘的科技產(chǎn)品。
從設(shè)計(jì)研發(fā)到制造再到倉儲物流,KIA半導(dǎo)體真正實(shí)現(xiàn)了一體化的服務(wù)鏈,真正做到了服務(wù)細(xì)節(jié)全到位的品牌內(nèi)涵,我們致力于成為場效應(yīng)管(MOSFET)功率器件領(lǐng)域的領(lǐng)跑者,為了這個目標(biāo),KIA半導(dǎo)體正在持續(xù)創(chuàng)新,永不止步!
30V 60V SERIES MOSFET:
KIA50N03、KIA100N03
KIA50N06、KIA65N06
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