教你如何挑选合适的步进电机和驱动器 基本讲完了 希望对您有帮助

flosc

原帖由 zzy9903 于 2011-5-24 08:44 发表
请教楼主，你知道我这个驱动器怎样接线吗？是单脉冲还是双脉冲的？左边7~12脚分别是接什么？

右边接电机是5根线，是把两相的中心抽头接到一起做第5条线了吗？

这个驱动器确实是个5相驱动，1、2接24V+，3、4接24V-，5接5V+，6接5V-，（24V和5V负极在驱动器
内部已并联）7和8是接脉冲，看图像是双脉冲的，不知道有没有转化用的拨码开关，如果可以单脉冲用的话
7接脉冲，8接方向。这个驱动器是个共阴接法的驱动器，12是7、8、9、10、11这5个信号端的公共地。9
是使能,10和11不用管它（10应该是换向输入，11是个输出，这两个可以不用管）。基本就这么多信息吧

langyan

找找电机的说明，看看这个3V3A是不是峰值？
如果是峰值，应该乘以0.707，则相功率为3v×0.707×3A×0.707=4.5W
电机的总功率为4.5×4=18W
如果串联使用就是4.2V2.1A，并联使用就是2.1V4.2A
叶工那个实验，如果静止时不设置半流，短时间内电机的总功率差别小，可能稍大于运动时，也可能稍小于运动时。但是，某一相功率可能为0，则另一相的功率要远远超过相额定功率，发热要厉害，该相电阻随温度而加大，电流不变，发热更厉害，如此循环，这一相就烧掉了。
拟合正弦波，我不清楚有什么专用芯片。你可以用程序计算，速度低，也可以用fpga+并行dac，速度高。这个输出不困难，困难的是反电势电荷的快速泻放，泻放得快，拟合好，反电势小，泻放需求也小，这是个滚雪球效应。另外注意输出细分时间宽度的均匀性。不均匀，相当于加上了作用力，那么拟合也就失去了某些意义。

Jameszou

好资料，又学到不少知识，感谢LZ的分享，关于这方面这帖子可以一直讨论下去，对于了解步进及驱动很有帮助。

zzy9903

谢谢楼主以及修舞老兄，我还一直以为这是个2相驱动，惭愧呀，呵呵:em23:

修舞

原帖由 langyan 于 2011-5-24 13:11 发表
找找电机的说明，看看这个3V3A是不是峰值？
如果是峰值，应该乘以0.707，则相功率为3v×0.707×3A×0.707=4.5W
电机的总功率为4.5×4=18W
如果串联使用就是4.2V2.1A，并联使用就是2.1V4.2A
叶工那个实验，如果静 ...

是整步运行是的电流，细分开启时的峰值，如果不开启细分，A-B-A-B-A-B的运算，两相电流相加相当于单相电流恒定，那么有效值不是3A吗？如果开启细分，两相的电流之和略大于3A
另用3V3A算的功率明显小于用机械特性曲线算出的功率（56.5W），这个3A是不是其静止时的锁定电流呢？

修舞

整步运行波形

修舞

八细分

修舞

16细分

修舞

当细分足够大时，两相电流之和为3*（sinx^2+cosx^2）=3A，这样相电流有效值为3A
此时不用再考虑相数，另实验测得，只要保持这个3V3A=9W的功率不变，电机就可以正常运行，无啸叫声。

jiangjiachen

留名学习！

langyan

整步运行时电流是3A的话，如果接线圈中线，则整个电机的电功率是18W，如果接线圈2端，则电功率是36W

langyan

正弦用法和整步用法，电功率如果要相同，正弦峰值要大于整步峰值。否则就牺牲功率。

修舞

原帖由 langyan 于 2011-5-24 17:29 发表
整步运行时电流是3A的话，如果接线圈中线，则整个电机的电功率是18W，如果接线圈2端，则电功率是36W

接中线的是半桥的驱动器，不过不管18W还是36W，我觉得这样不对，要算一个电机功率应该用转速-扭矩曲线得出的功率，
比如上边那个PK268，P=T*n/9.55=56.5W，再加上3v3A的热损耗，算出此电机总功率65.5W

flosc

两位谈的越来越深了,我也不太懂了,不过讨论的东西还是很重要的,跟着学习:em15:

langyan

不知道总功率在这里是什么概念，如果计算输出功率，就不要加热损耗。输出功率就是转速乘以扭矩。输入功率就是电功率：电压乘电流乘相。
计算电功率是为了选择电源功率。一般情况下，混合式和永磁式步进电机的电功率小于输出功率。这并不表明效率大于1，效率不会大于1。如果要计算能量守恒，应该是：电功率+永磁功率=输出功率+热功率（前面的式中用的是静扭矩功率，因为概念比较混乱，这里改为永磁功率）。如果要计算热功率，是不容易的，因为电功率有一部分输出做功，一部分发热，永磁功率也有做功和发热的，而且输出功率也不易计算，需要测量，前面的图表能计算出来的是理想输出功率或者说是极限输出功率。永磁功率也许有公式可以计算出来，但是等式右边2个量均为未知数，效率没法计算。如果测量出输出功率，找到公式计算出永磁功率，热功率才能计算出来，其实这个时候热功率应该称为损失功率。

选择电源时要注意驱动器损耗，以及留出裕量。
另外输出不一定能达到图中的转矩值，这与你的电流有关，按照你的电流用法，应该是肯定达不到。
电功率有一部分转换成输出功率，有一部分发热。你的算法有重复计算嫌疑。如果磁饱和以后，再增大电流，则增大部分就全用于发热了。

langyan

要注意的是，二相电机，整步运行也好，细分运行也罢，线圈在整个周期中都在消耗功率，一个周期只有2个点位不消耗功率，都是处于电流方向切换时刻，这2个点位在整个周期中占空比较很小。
如果为了功率相等的话，假设整步运行时电流为A，则正弦细分的峰值电流就应该是1.414A，否则没有了可比性，电机的矩频特性曲线就不适合你的应用。

修舞

输出功率在选型时比较容易计算，满足扭矩和速度即可
我不明白的就是步进电机的总功率要怎么算，为选什么样的电源提供帮助，以达到用较小的成本获得足够的性能。现在用的方法是实际测量的，即调节脉冲，测量驱动器电源（24V，36V等）中的电流值，得出功率作为单轴的输入功率，这需要买好驱动器和电机实际测量，没办法计算出来，所以想找到步进电机总功率的计算方法，现在看来，挺难的，业余情况下还是像叶工那样来的简单:em04:

“如果磁饱和以后，再增大电流，则增大部分就全用于发热了”，这句话让我明白了为何步进电机要采用恒流驱动的方式了，又为何串联改并联时要转换电流大小:em26:
电流恒定时，总功率是不是就是输出功率加热功率，用T-n曲线和P=UI分别算出，得到的值是不是就是改步进的总功率了呢？
U=E+Ea，E为电机的感应电动势，用来产生动力，它的功率相当于你式中的永磁功率，Ea为绕组上的电压，产生热损耗，它的功率相当于你式中的电功率，（前提是电流恒定，步进电机工作在不失步阶段，此时为恒功率，T和n成反比例函数，可以在厂家给的特性曲线上找到）

[ 本帖最后由 修舞 于 2011-5-24 20:24 编辑 ]

修舞

二相电机整步运行时，每一时刻是单步运行，
而细分情况下是两相同时运行，此时求两相的矢量和于整步的相同，所以不用乘以1.414，

拿一个16细分当个例子：

至于串联改并联是为何要调节电流，个人猜测是因为电阻发生变化，为了防止出现其他因素（啸叫之类的），业余情况下保持其出厂值，可能是为了在磁饱和时电机的热损耗最小，也可能是电机的工艺要求？具体为什么，我也在探索中，还请高手赐教

langyan

用T-n曲线和P=UI分别算出，相加得到的也不是总功率。
实际上取名永磁功率，也不合理。
从输入角度计算电机的总功率，应该先根据电流、线圈、磁材特性，算出磁场力，因为磁场力不均匀，所以得到的是磁场力分布曲线，根据力，力臂和时间的关系，积分得到一个周期内的磁场能，除以时间，得到平均功率。这个计算相当麻烦，不知是否能模型简化。
不过，这个功率没有什么意义，有意义的就是输出功率和输入功率。输出功率为了电机选型，输入功率为了选择源功率和运行参数。

langyan

关键看电机的电流定义
如图所示，如果电机的电流是以图中那种运行方式定义的，则串联使用时，为保证散热，则4×Ic^2=I^2,则Ic=I/2,即串联电流应该设置为标称电流的一半，并联使用时应该是I，对应你的例子3V3A来说，串联应该取3V1.5A，并联应该取1.5V3A
，功率是一致的9W