步进电机驱动器的使用

只看该作者 · 2024-4-29 08:03

本文只是介绍如何使用Y2SSR4步进电机驱动器，对于步进电机的原理相信有更好的文章。

简单介绍一下：步进电机是将脉冲信号转换成机械运动的一种特殊电机。步进电机在使用时不需要额外的反馈，这是因为除非失步，否则步进电机每次转动时的角度已知的，由于它的角度位置已知就能精确控制电机运动的位置。可以理解为控制步进电机的信号是脉冲信号，收到一个脉冲信号走转一下，但具体情况需要根据步进电机驱动器的控制方式来确定。

需要注意的是：步进电机以越快的速度运行，所能输出的转矩越小，驱动步进电机的脉冲频率不能太高，一般不超过2KHz，否则电机输出的力矩迅速减小。转矩过小可能会造成步进电机失步，转动角度出现错误。

Y2SSR4是一款直流输入两相的步进电机驱动器，简单来说就是其主要控制方式为两相直流输入的方式进行控制。其输入电流为1.0~4.5A、输入电压为24~48VDC，控制信号5-24V兼容，能够用于控制57~86mm步进电机，因此该驱动器能够适用于大多数的控制场景中。

上图是驱动器的各部分名称和功能。

一、首先是状态指示灯，用于反应驱动器的工作状态。注意，绿灯闪亮时，驱动器处于正常工作状态，如果出现红色提示灯闪亮则意味着出动器出错。

状态	故障	原因
绿灯闪烁	驱动器工作正常
绿灯常亮	驱动器未使能	EN端口有高电平输入
4红1绿	驱动器电源输入过压	供电电压大于48VDC
5红1绿	驱动器过流	电机接线错或接触不良
6红1绿	电机绕组开路	电机未接好
3红2绿	驱动器内部电压出错	电源功率太小
4红2绿	驱动器电源输入欠压	供电电压小于24DC

二、电机参数匹配旋钮

旋钮位置与匹配电机转子惯量对应关系如下。关于如何计算马达转子惯量我就不献丑了。正常使用时，可以调整在2/A档。

旋钮位置	匹配电机转子惯量
0/8	10 g.cm^2以下
1/9	30 g.cm^2以下
2/A	50 g.cm^2以下
3/B	80 g.cm^2以下
4/C	100 g.cm^2以下
5/D	200 g.cm^2以下
6/E	400 g.cm^2以下
7/F	400 g.cm^2以上

三、报错输出

将驱动器报错输出与控制器连接。在运行出错的情况下能够返回值控制端采取措施（可以不连）。

连接方式如下：

四、电机、控制、电源接线

可以简单按照下图连接，尽管驱动器信号可能不一样，连接方式大致相同，注意共地。对ENA端有需求就和方向或脉冲端的输入类似连接就好。

图中控制端采取的连接方式是共阳极连接，也有共阴极连接。也就是吧DIR-、PUL-连接共地，DIR+和PUL+分别连接控制端方向和脉冲信号。

（注意：对于有些驱动器，输入端要求电压为5V，无法直接与24VDC连接，有的是要求串接电阻）

该驱动器输入信号为：

该驱动器采用的控制方式为CW/CCW的方式，即电机转动方向取决于脉冲信号和方向信号的相位差，如果脉冲信号在前为顺时针转动，方向信号在前为逆时针转动，而转动的角度取决脉冲的数量、细分设置和步距角。

脉冲数就是控制器提供的输入方波数，可以使用定时器来设置；细分设置则是通过改变拨码进行设置，正常来说驱动器正面会印有细分表，查表设置即可，本质就是将一个方波脉冲又分成多少份来使控制精度提高，取合适值即可。在电机实际使用时，如果对转速要求较高，且对精度和平稳性要求不高的场合，不必选高细分。在实际使用时，如果转速很低情况下，应该选大细分，确保平滑，减少振动和噪音；步距角则是使用电机的一项参数，查电机参数就可以找到，大部分步进电机步距角为1.8°，即不采用细分需要200个脉冲能够转动一圈。

具体怎么算可以参考以下模型：

设置驱动器SW5,6,7为ON、OFF、ON，查驱动器上的表，能够得到对应1/8，意味着原本200个脉冲能够时1.8°步进电机转动一圈，现在需要使用1600个脉冲。

【上图SW8是测试的一个设置，SW8打开时，驱动器通电后会自动发送脉冲使电机转动，用来判断驱动器以及步进电机是否损坏，正常使用时设置SW8为OFF】

本人在使用时还遇到步进电机在通电后仍然能拨动的问题。因为步进电机在通电后是会锁死的，不给信号是无法转动的，原因其实只是步进电机驱动的东西比较重，扭矩不够了导致锁死的电机被强掰着转动了，这种情况容易导致控制过程中丢步。。。。。。。。。只需要更换大扭矩步进电机就能解决，对于丢步问题可以尝试伺服电机，毕竟一个是开环控制，一个是闭环控制，闭环控制更精确。