如何挑选合适的步进电机和驱动器.
接触cnc也就1年多的时间,这段时间机架做的不怎样,不过电控到是尝试过不少.
开始走了不少弯路,也花了不少冤枉钱!在这和大家分享一点我的个人经验.能给
新手一点帮助就满意了.有错误之处还请老鸟们指正!
第一部分:入门篇
1、步进电机
先说说步进电机的尺寸。57、60、86还有110等说得是电机的直径（圆形电
机。方形的一般指宽度，单位是mm）。在宽度确定了之后，下面要确定的尺寸就
是长度了。57和60的一般在40-100mm之间，86的在60-130之间，110的有200mm以
上的。当然这些长度是我见过比较多的，其他长度的肯定也有。一般尺寸越大的
电机其扭矩也越大。
说到形状，有人说圆形的电机无力，方形的有力。我觉得这种说法并不完全
是正确的。它是需要加一些限制条件的。在我接触的电机中，一般较早的东方电机
使用圆形的较多，那时受永磁材料的限制，确实电机扭矩比较小。后来东方的电机
基本就采用方形的了，技术进步后差不多尺寸的电机方的明显比圆的高。不过这也
是对一家而言。我见过美国太平洋的110步进电机，其扭矩达到了20Nm，不过它的
形状也是圆的，还有三洋比较新的步进电机也有圆形的，其扭矩一点不比方的小。
所以看扭矩主要还是要能判断出其大概的年份，越新的相同尺寸其扭矩也就会越大。
还有就是步进电机的电流的，电流的大小主要决定了步进电机的高速性能，
额定电流越大的电机其高速性能越好。还有个和电流有关的知识，就是同一厂家，
同一大小的步进电机，虽然其额定电流不同，不过其扭矩基本差不多，不同的就是
电机的高速性能表现。
再说说步进电机的相数。一般我们接触到的二手电机两相和五相居多，其中
又是两相的占大多数。当然也有三相的，不过我接触的很少。两相电机步距角为
1.8度，每转200个脉冲。五相电机为0.72度，每转500个脉冲。步进电机的步距角
基本就决定了它的分辨率。虽然现在驱动器基本都采用了细分技术（具体下面会继
续介绍），不过其并不能显著提高步进电机的分辨率（这个是我听说的，也没有仔
细实践过）所以五相电机的分辨率比两相的高。五相电机相比两相电机还有个显著
优点，那就是其低速时震动比较小，这个是不争的事实，不过现在高端的两相步进
驱动器同样可以把两相步进电机低速时的震动控制在一个非常小的范围内。
2、步进驱动器。
驱动器的主要参数就是驱动电压和电流，还有就是细分功能。
驱动电压越高，一般驱动器驱动步进电机的高速性能越优异。24-60V的驱动器
比较适合57和60的电机，60-100V的驱动器比较适合86的电机，100V以上的适合110
的步进电机。电压的这些区别主要是由步进电机的电感大小决定的。因为尺寸越大
的电机其线圈面积越大，线圈的匝数也越多，这样其电感也就越大。当电机转动时，
因为转子是永磁材料，其交替的N和S级一次反复通过电机的转子线圈。这样交变的磁
场就会产生电场。电机转速越高，其磁场变化越快，这样产生的电场就越高。这个电
场的产生除了和转速有关外，还和刚才提的电机的电感成正比，所以越大尺寸的电机
其电感越大，这样高速运转时产生的这个电场也就越大。而这个电场的方向恰恰和驱
动器的驱动电场相反。这就是问什么大尺寸的步进电机需要驱动器高驱动电压的原因，
就是为了等效掉电机高速运转时产生的这部分感应电压。这就是步进电机高速扭矩下
降的原因之一。
驱动器的额定电流是需要和步进电机匹配的，越大的电流表示步进电机的高速
性能越有意，同样的一款驱动器，大电流的电机其高速表现越好。其实大电流的电机其
电感相对也比较小，这就和上面解释的一致了。还有就是当驱动器电流大于电机电流时，
其并不能增加电机的扭矩，反而会引起电机有多大的电流声，还有就是产生额外的热量。
当驱动器电流小于电机的电流时，电机的性能就不能完全发挥出来，其扭矩会降低。
还有就是细分功能了，细分技术的引进大大改善了步进电机的运行效果，高细分
技术的驱动器，往往驱动步进电机低速转动的震动会有很好的改善。有人说细分可以提高
电机的分辨率，不过也有人说细分提高的非常有限。我没做过实际测试，不过我赞同后
者的观点。
今天就先写到这吧，以后再续：）
第二部分: 二手步进电机厂家介绍
本人购买步进电机以及驱动器主要就两个途径,一是网购,二就是论坛朋友的
转让,下面介绍的厂家基本也是说这两个途径见到的最多的几家.由于我接触
的也很有限，有些情况也是挺论坛朋友介绍的。
1、国产篇
国内比较著名的步进生产企业就是雷塞、白山还有和利时（原四通)了。雷
塞和白山的驱动器我没接触过，不过听人说都不错。听人说过，雷塞低压驱动器
好点，白山的高压好点。不过我觉得可能相差不大。还有就是有网友反映白山
驱动器抗干扰好，这个我还没有机会实践，在此转述下吧。四通的东西最近才接
触过，用的是一款70V，3A，64细分的四线两相驱动器。驱动器细分不算高，不过使用性能还是不错的。一是电流声很小，二是高速性能不错，用24V开关电源，也能把2.5A的57步进电机空载带到1500转左右，是我接触过的国产驱动器中相当优异的了，如果真要把电压加到70V，我看带3A86空载上3000转不是太大问题。综合来说如果看到这三家公司的产品，其品质应该不是问题，问题就是价格多少。网上一般这几家的东西都不太多特别是电机可能更少（二手的阿，新的价格我想肯定很难满足大家要求），我觉得价格不超过300还是值得购买的（看驱动器具体型号）。
国产的驱动器我还接触过北京的start。这家的驱动器也不错，使用起来和四通的基本差不多，不过这家驱动器好像也有个毛病，就是电源需要两组来供电，控制一路功率部分一路，感觉使用上这点有点不方便。
当然网上还有很多各种各样的驱动器，一个总的原则就是一般大厂的商品级的驱动器一般性能都不错。小厂的就不敢说了，可能需要大家实践了之后再分享信息了。还有采用dsp的驱动器一般性能都不错。单步进控制芯片的可能就要差点。可能大家最开始接触驱动器，了解得最多的就是ta8435，a3977，tb6560等这类专用控制芯片做的驱动器。一般这些都是diy级别的产品，没有牌子的多点，当然可能也有小厂用来做驱动器。和上面几家的产品比我感觉性能还是差了不少，在这不建议购买。当然实在找不到别的用也是能用的：）
国内生产步进电机和驱动器的厂家太多了，本人了解得有限，先介绍这些吧，欢迎
大家补充！
2、日本篇
小日本很可恶，不过其二手东西就和他的av产品一样在国内广受欢迎！！
东方、三洋这两家是二手市场出镜率相当高的企业。其中又以它们的步进电机产品为最。至于驱动器，这两家应该都不错，不过价格低的往往是其古老而又久远的产品，新点的驱动器往往价格很高，特别是两相驱动器，新的一是少，二是贵。以至于这一年多我没接触过这两家新点的两相驱动器，连个型号都没有影响，不过五相的驱动器还是有些接触的。那就说说这两家的电机吧。之前说过了，东方的电机一般方的比圆的新，其扭矩也大点。网上有很多东方的步进电机，价格我觉得也不算贵，57的一般在20-50元之间86的一般在80-250元之间。感觉57电机还是很实惠的，如果机器不大的话76-86长的57或60电机足够了，买不到这两家的驱动器，买个好点的国产驱动器，这样配套效果也相当不错。至于五相电机，情况相对于两相的恰恰相反。网上大量驱动器，价格有的也不高200-300就能搞定。不过电机的价格贵得有点离谱，57的都在50以上，长点的更是过百，86的就更别说了，都说五相步进高，我觉得现在高就高在电机价格上，其驱动器往往还比两相的便宜点呢：）
除了东方和三洋，网上melec和rorze这两家的东西也不少，其中驱动器出现的频率较高，这两家的东西我都用过，性能还是很不错的。不过melec不少产品都是双脉冲的，需要自己做个转接板，有点不方便。而rorze的有很多驱动器是带控制器的，也就是不能直接接受脉冲信号，这点购买时需要注意！
3、欧美篇
伺服欧洲有不少,我不过我接触的不进系统,大部分是美国的.这次主要介绍的也是美国的部分厂家!其实和伺服差不多,入门的国产,好点的是小日本的,高端的还是欧美的.买过很多驱动器,也买过不少,最近向写点东西的时候发现留下来的两相不进驱动器几乎都是美国的(东方闭环步进除外).所以想想高性能的两相驱动器我个人认为还是老美的好.
在这顺便提下个人感受阿,二手市场美国的东西2相的居多,日本的两相五相都有,国产的2、3、5相都有：）
提到美国就不得不提Danaher（丹纳赫）。开始我也是什么牌子都不清楚，俗话说隔行如隔山阿，刚接触时我是一点不知道美国有哪几家做运动控制的。开始买过太平洋的驱动器，后来又买过IDC的驱动器。一查资料这几家居然都是一家的，叫kollmorgen（科尔摩根）而科尔摩根下面还有好几家著名的做运动控制的企业（著名不是我说的啊，网上资料宣传的，我还是没听过！！）。而科尔摩根就属于丹纳赫集团。也就是说著名的太平洋科技公司只是丹纳赫集团下的一家企业而已。所以很有可能你在网上买的美国步进驱动器就属于丹纳赫集团！！本人就有太平洋和IDC的两相步进驱动器，等你用过了这些驱动器之后就知道什么是好驱动了。曾经用太平洋的8A驱动器驱动太平洋的8A86步进，空载转速都过5000了。再高我没敢试了，怕轴承吃不消，我想上6000可能一点问题没有。空载当然没有什么实际意义，yy的意义更大点，不过也能侧面反映步进系统高速时的优异性能。还有点就是这些两相驱动器一般细分都在100以上，有的有500细分，虽然20细分以上就很难用到了，不过高细分也反映出技术比较好。即使4细分设置，86步进在5转/分钟的低速下，其振动依然可一控制在惊人的小范围内，这是我觉得老美的驱动器最牛x的地方。好了已经给了丹纳赫太多的溢美之词了，就不再夸它了。反正下次看到Kollmorgen、Thomson、Dover、 Pacific Scientific、Portescap、Neff、Seidel和Bautz这些牌子的驱动器，价格不是很离谱的话可以买个用用，收藏也不亏，当然如果价格便宜的话，别犹豫了，有多少买多少吧，用不掉也能转让给论坛的朋友！！！！！（这种机会我还没遇到过，一是少，二是网上有也很贵，一个驱动器上千很正常）
美国的步进系统还有家我还用过，那就是派克汉尼汾（parker），不知道这家和派克钢笔是不是一家的，不过它家的东西性能同样非常优异。派克的驱动器网上有很多，不过需要提醒大家的就是，有很多驱动器是集成控制器的，也就是说不能接受脉冲的。按理说这种型号技术集成度更高，可能我们用不了，diy还停留在较低的水平上阿。跑题了：）我用的派克驱动器只有一款zeta系列的，这个系列有很多种，需要告诉大家的是，4，8，12开头的驱动器有脉冲接口，6开头的不能接受脉冲信号，一定注意，网上6开头的很多。当然它家也有很多种驱动器，具体还是到他家主页上找找参数再下手为好。总之，这家也是上面那个原则，看到有了就多关注点，地板价的话就别犹豫了，有多少买多少吧！（也是自己yy了，毕竟一份价钱一份货，咱没机会在货场转，这种超低价的机会几乎没有！！）
美国其他家的驱动器我就没接触过了，不过有的话查查说不定也是这两家旗下的呢：）
欧洲的伺服到是不少，不过步进我没接触过，有朋友知道的话不妨帮我填填：）
好了，欧美厂家介绍完了，有机会我再就具体个案介绍下驱动器实体，后面也会上点实测数据，慢慢加吧，希望能对新手有益！！
都写在顶头有点长,决定还是写在后面吧,前面报下楼层好了:)
46楼有更新
63楼有更新
65楼最后更新
我觉得选购步进的一些常识基本讲完了，当然肯定还会有不少疑问，还有不少细节没有一一囊括，如果有问题可以再后面留言
我知道的肯定会继续解答，谢谢各位支持！！！
[ 本帖最后由 flosc 于 2011-5-22 09:47 编辑 ] |
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发表于 2011-5-19 23:21
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