什么是步進(jìn)電機(jī)控制器?和伺服電機(jī)控制器有何不同?

本文中，小編將對控制器" target="_blank">步進(jìn)電機(jī)控制器予以介紹，如果你想對步進(jìn)電機(jī)控制器的詳細(xì)情況有所認(rèn)識，或者想要增進(jìn)對步進(jìn)電機(jī)控制器的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、步進(jìn)電機(jī)控制器及其電路

步進(jìn)電機(jī)控制器是一種可以發(fā)出均勻脈沖信號的電子產(chǎn)品。它發(fā)出的信號進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器后，由驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)所需的強(qiáng)電流信號，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)控制器可以精確控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)各個角度。

驅(qū)動器接收的是脈沖信號。每收到一個脈沖，驅(qū)動器就會給電機(jī)一個脈沖，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個固定的角度。由于這一特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)在當(dāng)今的各個行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路是在H橋電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。使用分立元件MOS晶體管構(gòu)建雙H橋驅(qū)動電路是一種成熟的電機(jī)控制方案。電路不復(fù)雜，性能可靠。根據(jù)MOS管工作電流的不同，上限甚至可以高達(dá)幾十安培。它是理想的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器解決方案。 MOS管H橋驅(qū)動電路有NMOS和PMOS+NMOS兩種配置。全NMOS H橋的導(dǎo)通電阻較小，但上側(cè)NMOS管的導(dǎo)通電壓高于電源電壓，需要額外的升壓電路。這增加了電路的復(fù)雜性和成本。我們采用PMOS+NMOS配置搭建雙H橋步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路，更簡潔，成本更低;而在這樣的低電流工作場合，增加的PMOS導(dǎo)通損耗可以忽略不計(jì)。驅(qū)動電路與MCU光隔離，選用應(yīng)用廣泛的低成本光耦PC817。增加雙輸入四通道與門(74HC08D)為驅(qū)動電路增加使能功能，即只有在使能的前提下，四通道控制信號才有效，使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行更安全穩(wěn)定. IRF5305用作MOS管和IRF1205，其參數(shù)為55V，110A，TO252 SMD封裝。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路原理圖如下圖所示。

二、步進(jìn)電機(jī)控制器與伺服電機(jī)控制器有何不同?

在這部分，我們一起來看看步進(jìn)電機(jī)控制器與伺服電機(jī)控制器之間有何不同之處?

首先，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的控制方式不同。步進(jìn)電機(jī)通過控制脈沖數(shù)來控制旋轉(zhuǎn)角度，一個脈沖對應(yīng)一個步距角，但是沒有反饋信號，電機(jī)也無法獲取相關(guān)位置信息，定位精度不夠高。伺服電機(jī)控制器是用于控制伺服電機(jī)的控制器。其功能類似于作用于普通交流電機(jī)的變頻器。它是伺服系統(tǒng)的一部分，主要用于高精度定位系統(tǒng)。一般通過位置、速度、轉(zhuǎn)矩三種方式控制伺服電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。是目前傳動技術(shù)的高端產(chǎn)品。伺服電機(jī)還控制脈沖數(shù)。伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，就會發(fā)出相應(yīng)數(shù)量的脈沖。同時，驅(qū)動器會接收到反饋信號，并與伺服電機(jī)接收到的脈沖進(jìn)行比較，讓系統(tǒng)知道它已經(jīng)發(fā)送了。給伺服電機(jī)多少個脈沖，同時接收多少個脈沖，可以非常精確地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到精確定位，精度可達(dá)0.001mm。

其次，步進(jìn)電機(jī)一般沒有過載能力，過載能力不同。交流伺服電機(jī)過載能力強(qiáng)。以 Pilz 交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為公稱轉(zhuǎn)矩的3倍，可用來克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的轉(zhuǎn)動慣量。由于步進(jìn)電機(jī)不具備這種過載能力，因此在某些工作情況下不能配合步進(jìn)電機(jī)工作。

第三，速度響應(yīng)性能不同。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作速度(一般每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200～400ms。交流伺服系統(tǒng)的加速性能更好。以 Pilz 交流伺服電機(jī)為例，它從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速 3000 r/min。僅需幾毫秒，可用于需要快速啟停和高位置精度要求的控制站。

步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)是工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的兩種產(chǎn)品，其核心分別是步進(jìn)電機(jī)控制器和伺服電機(jī)控制器。

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