步进电机问题【扫盲】

只看该作者 · 2016-3-23 18:52

本帖最后由 FAQ 于 2016-3-23 18:56 编辑

三相无刷电机原理知道了。也会控制了。但是步进电机控制原理还是空白。网上查了资料看得稀里糊涂，哪位朋友能简单明了的说下步进电机的控制原理。

另外用过L298N同时驱动两个直流电机。总是见网上在宣传卖这个L298N模块的时候说可以控制步进电机。这个我就不懂了。

另外也用过舵机，知道舵机转动角度的原理是单片机发脉冲，根据脉冲的占空比来转到对应的角度的。舵机里面有专门的电路就是进行脉宽判断
然后执行动作。里面有电位器角度反馈，所以转到对应角度就会停下来。

舵机，无刷电机原理都懂了，现在就是不懂步进电机。

只看该作者 · 2016-3-23 18:57

另外问下，步进电机控制难点在于哪里。需不需要算法什么的。PID调速之类的。

只看该作者 · 2016-3-23 19:20

L298 只是驱动双H桥可以同时驱动两个电机，也就可以驱动一个双相的步进电机。L297你可以搜一下，这个是步进电机的脉冲发生器。步进电机相关的原理结构百度有很多的，你用万用表测一下线序，基本是两两相导通的，简单的说当导通这一路有电流了，那么电机就对应的旋转一个角度。然后你顺序的给各个线序通电，这样电机就按照一个一个的角度旋转起来（当然方向得正确）。旋转的速度跟你给的线序（暂时这么说）频率有关（跟电压，占空比没太大关系，一般都是50%），旋转角的精度跟电机结构有关。网上也有步进电机的驱动+分频器（细分器），可以直接用。如果要自己编程，那就是多个波形的对齐输出，一般一根线一个波形，控制的好电机基本就没有抖动和错步，控制的不好那问题就会多了。精度高的还是建议使用细分器吧。

只看该作者 · 2016-3-23 20:51

本帖最后由 csaaa 于 2016-3-23 20:54 编辑

步进电机顾名思义就是一步一步前进的电机了。一般是2个绕组成一个角度分布，假设是普通的步进电机，绕组中间没有抽头，两个绕组分别给电，你就能看到每次给电他就转一个角，这个过程连续起来就走起来了，实际上比这个要复杂些，这么理解就行了。但是应用步进电机，特别是42以上的稍大一点的步进电机，一般都是接个驱动器，由驱动器提供给这两个绕组成比例的电流，你给驱动器输出的就是脉冲就行了。假设步进电机驱动设置为16细分而步进电机步距角是0.9度，那么就是说你给16个脉冲，电机就走完0.9度，同样，如果你只给1个脉冲，他就走0.9/16度这个角度，这个角度是精确的，和舵机不一样，你可以理解为没有误差，没看错就是没有误差。方向怎么办呢，驱动器有一个dir电平，看英文就知道了，这个就是方向了，给高低电平就决定方向，更改方向也简单，除了更改电平外，也可以调换任意一个绕组的两个线。虽然步进电机没有误差，但是遇到足够大的阻力也会堵转，当然堵转电流一般会变小，这点和直流电机不同，堵转的话就会丢步，所以工业上一般都用带伺服器的步进电机
步进电机的难点我认为主要是启动和停止的过程，这个过程需要编程有算法，让步进电机在一个最适合的加速度下启动到指定的速度。简单的都用梯形加速，也有查表用S型加速的。
速度控制是靠输出脉冲的频率控制的

只看该作者 · 2016-3-23 21:37

csaaa 发表于 2016-3-23 20:51
步进电机顾名思义就是一步一步前进的电机了。一般是2个绕组成一个角度分布，假设是普通的步进电机，绕组中 ...

我现在想自己做驱动器，就是功率驱动部分。没拆过步进电机没看过内部结构。我是不是可以理解为，线圈绕组部分就是和三相无刷的类似只是少了一相，只有两个独立的绕组。两根线，四个抽头。只要给两相绕组施加合适的电压/电流转子就可以动了。但是为了连续旋转，就需要不断换相所以就要考虑两相通电的时序。但是我还是不理解每施加一次一定量的电压/电流转子就会转对应的固定的角度吗？不知道我的理解对不对。

只看该作者 · 2016-3-23 21:41

csaaa 发表于 2016-3-23 20:51
步进电机顾名思义就是一步一步前进的电机了。一般是2个绕组成一个角度分布，假设是普通的步进电机，绕组中 ...

另外自己做驱动，就是功率驱动部分包括硬件和软件。有必要吗。步进电机驱动这个行业是不是都是直接用的厂家生产的专用驱动芯片模块类似ipm功率驱动模块做的啊？

只看该作者 · 2016-3-23 23:09

理解正确。但是自己做驱动如果是分立元件的已经不合时宜。现在的驱动都是集成的。早期的驱动是模拟器件的，发热量大，需要大面积的散热器，现在小型的步进电机都用集成的IC驱动。但是大型的还是要用分立结构的，将功率元件单独做在外面。驱动的难点不在于电路本身，而是对输出正弦波的波形和频率以及衰减的控制，既要达到所需的力矩，又要达到一定的速度，还不能让电机大量发热导致退磁，同时驱动本身还要高效不能太热而能可靠长时间工作。现在大功率步进驱动的电流输出器件都是用大功率的MOS，电流输出可以很大。这个行业和其它行业一样，都是做到高等级的公司和个人少，中段的居多。但是高等级的器件，需求量也不是特别的大，如果价格有优势的的话也可以分一杯羹

只看该作者 · 2016-3-23 23:58

本帖最后由 FAQ 于 2016-3-24 00:01 编辑

csaaa 发表于 2016-3-23 23:09
理解正确。但是自己做驱动如果是分立元件的已经不合时宜。现在的驱动都是集成的。早期的驱动是模拟器件的， ...

这样说来和无刷电机控制市场情况差不多了，小功率的要求不高的直接有很多现成的集成驱动IC负责驱动时序的发生，再配合外部功率电路mos
管就是一套完整的控制器了，集成度再高点的就是功率部分和逻辑发生部分集成到一个IC里。一个ic就够了。只有在那些需要大功率高转速高性能，以上集成控制IC满足不了的情况下才用分立元件mos配合单片机来完成步进电机的功率控制部分。不知道我的理解对不对。

只看该作者 · 2016-3-24 10:28

现在基本也就是这样的。步进里面加伺服的价格比较高一些，利润也高一些。不过目前机器人概念越来越热的情况下，可以预见的未来将会逐步进入竞争白热化，白菜价也在所难免了。

只看该作者 · 2016-3-24 14:45

学习了~！

只看该作者 · 2016-3-29 13:24

顶一个！

只看该作者 · 2016-3-31 09:40

顶楼主

只看该作者 · 2016-4-2 21:21

学习了

只看该作者 · 2016-4-5 23:34

学习了！

只看该作者 · 2016-4-6 21:45

学习了！

只看该作者 · 2016-4-6 21:47

学习了！

只看该作者 · 2016-4-6 21:47

学习了！

只看该作者 · 2016-4-7 17:30

跟着学习了

只看该作者 · 2016-7-7 10:35

目前的趋势是，你用水的谁的东西，谁就会提供给你最大的辅助，自己只要专心应用层变好

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