步进电机是一种开环伺服运动系统执行元件，以脉冲方式进行控制，输出角位移。与交流伺服电机及直流伺服电机相比，其突出优点就是价格低廉，并且无积累误差。但是，步进电机运行存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高等，又严重制约了步进电机的应用范围。 通过细分步进电机驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。 步进电机驱动器细分的主要作用是提高步进电机的精确率。 国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，这两者之间的本质是不同的： 一、 “平滑”并不精确控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来精确定位的。 二、 步电机系统解决方案
电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不 但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。 驱动器细分后的主要优点为：完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机(尤其是反应式电机)的固有特性，而细分是消除它的唯一途径，如果您的步进电机有时要在共振区工作(如走圆弧)，选择细分驱动器是唯一的选择。提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机，其力矩比不细分时提高约30-40% 。提高了电机的分辨率。由于减小了步距角、提高了步距的均匀度，‘提高电机的分辨率‘是不言而喻的。 很多用户误以为步进电机驱动器的细分越高，步进电机的精度就越高，其实这是一种错误的观念，比如步进电机驱动器细分较高的可以达到60000个脉冲一转，而步进电机实际是无法分辨这个精度的，当驱动器设置为60000个脉冲/转的时候，步进电机驱动器接受好几个脉冲，步进电机才走一步，这样并不能提高步进电机的精度。 步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是 减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术 步电机系统解决方案
步进电机,伺服电机可编程控制器KH-01使用说明 一、系统特点 ●控制轴数：单轴； ●指令特点：任意可编程（可实现各种复杂运行：定位控制和非定位控制）； ●最高输出频率：40KHz(特别适合控制细分驱动器)； ●输出频率分辨率：1Hz； ●编程条数：99条； ●输入点：6个（光电隔离）； ●输出点：3个（光电隔离）； ●一次连续位移范围：—7999999~7999999； ●工作状态：自动运行状态，手动运行状态，程序编辑状态，参数设定状态； ●升降速曲线：2条（最优化）； ●显示功能位数：8位数码管显示、手动/自动状态显示、运行/停止状态显示、步数/计数值/程序显示、编辑程序，参数显示、输入/输出状态显示、CP脉冲和方向显示； ●自动运行功能：可编辑，通过面板按键和加在端子的电平可控制自动运行的启动和停止； ●手动运行功能：可调整位置（手动的点动速度和点动步数可设定）； ●参数设定功能：可设定起跳频率、升降速曲线、反向间隙、手动长度、手动速度、中断跳转行号和回零速度； ●程序编辑功能：可任意插入、删除可修改程序。具有跳转行号、数据判零、语句条数超长和超短的判断功能； ●回零点功能：可双向自动回到零点； ●编程指令：共14条指令； ●外操作功能：通过参数设定和编程，在(限位A)A操作和(限位B)B操作端子上加开关可执行外部中断操作； ●电源：AC220V（电源误差不大于±15%）。
一、前面板图 前面板图包括： 1、八位数码管显示 2、六路输入状态指示灯 3、三路输出状态指示灯 4、 CP脉冲信号指示灯
5、 CW方向电平指示灯 6、按键：共10个按键，且大部分按键为复合按键，他们在不同状态表示的功能不同，下面的说明中，我们只去取功能之一表示按键。 后面板图及信号说明： 后面板图为接线端子，包括： 1、方向、脉冲、+5V为步进电机驱动器控制线，此三端分别连至驱动器的相应端，其中： 脉冲————步进脉冲信号 方向————电机转向电平信号 +5V————前两路信号的公共阳端 CP、CW的状态分别对应面板上的指示灯 2、启动：启动程序自动运行，相当于面板上的启动键。 3、停止：暂停正在运行的程序，相当于面板上的停止键，再次启动后，程序继续运行。 4、 (限位A)A操作和(限位B)B操作是本控制器的一大特点：对于步进电机，我们一般进行定量定位控制，如控制电机以一定的速度运行一定的位移这种方式很容易解决，只需把速度量和位移量编程即可。但还有相当多的控制是不能事先定位的，例如控制步进电机从起始点开始朝一方向运行，直到碰到一行程开关后停止，当然再反向运行回到起始点。再例如要求步进电机在两个行程开关之间往复运行n次，等等。在这些操作中，我们事先并不知道步进电机的位移量的具体值，又应当如何编程呢？本控制器利用：“中断操作”，我们称之为“(限位A)A操作”和“(限位B)B操作”。以“(限位A)A操作”为例，工作流程为：当程序在运行时，如果“(限位A)A 操作”又信号输入，电机作降速停止，程序在此中断，程序记住了中断处的座标，程序跳转到“(限位A)A操作”入口地址所指定的程序处运行程序。 5、输入1和输入2通过开关量输入端。 6、输出1、输出2和输出3通过开关量输出端。 7、+24V、地—输入输出开关量外部电源，本电源为DC24V/0.2A,此电源由控制器内部隔离提供。 8、 ~220V控制器电源输入端。 输入信号和输出信号接口电路： 本控制器的“启动”、“停止”、“(限位A)A操作”、“(限位B)B操作”、“输入1”、“输入2”为输入信号，他们具有相同的输入接口电路。“输出1”、“输出2”、“输出3”称为输出信号。他们具有相同的输出接口电路。输入和输出电路都有光电隔离，以保证控制器的内部没有相互干扰，控制器内部工作电源(+5V)和外部工作电源（+24V）相互独立，并没有联系，这两组电源由控制器内部变压器的两个独立绕组提供。 开关量输入信号输出信号的状态，分别对应面板上的指示灯。对于输入量，输入低电平（开关闭合时）灯亮，反之灯灭；对于输出量，输出0时为低电平，指示灯灭，反之灯亮。 开关量输入电路：
2H42B 细分步进电机驱动器使用手册 V ersion 2.0 版权所有不得翻印 【使用前请仔细阅读本手册，以免损坏驱动器】 东莞市一能机电技术有限公司 DONGGUAN ICAN－TECH CO.,LTD 地址：东莞市万江区新和工业区瑞联振兴工业园B栋4楼 https://www.doczj.com/doc/045488734.html,/ Email:tech@https://www.doczj.com/doc/045488734.html,
2H42B 步进电机驱动器 一、 2H42B 步进电机驱动器产品简介 1.1概述 2H42B 步进电机驱动器是一款高性价比的细分两相步进电机驱动器。最大可提供2.0A 的电流输出。由于采用了双极性恒流斩波控制技术，与市面上同类型步进电机驱动器相比，其对步进电机噪声和发热均有明显改善。适用于尺寸为28，35，39，42等各类2相或4相混合式步进电机，具有体积小，使用简单方便等特点。 1.2特点 ◆低噪声，高速大转矩特性 ◆光电隔离差分信号输入，响应频率最高200K ◆供电电压12VDC-36VDC ◆细分精度1，2，4，8，16，32，64，128， ◆输出电流峰值可达2.0A 倍细分可选 ◆静止时电流自动减半 ◆外形尺寸小（96*60*24mm ） ◆可选择脉冲上升沿或下降沿触发 ◆电流设定方便，八档可选 ◆可驱动4、6、8线二相、四相步进电机 ◆具有过流，过温保护功能 1.3应用领域 适用于各类型自动化设备或仪器，如雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控 机床、机械手，包装机械，纺织机械等，极具性价比和竞争力。 二、 2H42B 步进电机驱动器 电气、机械和环境指标 1 网址:www https://www.doczj.com/doc/045488734.html, 2.2 2H42B 步进电机驱动器使用环境及参数 图1.安装尺寸图 2.4加强散热方式 1) 2H42B 步进电机驱动器的可靠工作温度通常在60℃以内，电机工作温度为80℃以内； 2) 建议使用时选择自动半流方式 （即电机停止时电流自动减至60% ），以减少电机和驱动器的发热； 3) 安装步进电机驱动器时请采用立式侧面安装，使散热面向易于空气对流的方向，必要时在机箱内靠近驱动器处应安装排气风扇，进行强制散热，从而保证驱动器在可靠工作温度范围内工作。 2 网址: www https://www.doczj.com/doc/045488734.html,
YKD3422MA 数字式细分驱动器 特点木工雕刻机 数控机床 包装设备 纺织设备 水钻设备 激光切割机 YKD3422MA是一款基于高性能DSP控制的三相步进电机驱动器，硬件设计上采用DSP+IPM模块进行高集成度简约化设计，数字式PWM控制方式，软件上采用矢量控制技术及微细分自适应控制技术，即使在低细分条件下也可以使电机低速运行平稳，几乎没有震动和噪音，电机在高速时力矩大大高于两相和五相混合式步进电机。驱动电压为交流110V-240V，适配电流在4.2A以下的各种型号三相混合式步进电机。此款驱动最适宜控制高电压小电流电机。定位精度最高可达10000步/转.细分设置更改需要断电重启后才生效，运行电流及抱轴电流设定支持不断电在线设置。 电流设定驱动器接线示意图 典型应用概述1. STOP/Im为保持状态(或抱轴状态)输出电流设置电位器，可设置为 正常输出电流的20%-80%(顺时针增大,逆时针减小)，支持在线调整。 2. RUN/Im为正常工作输出电流设置开关(详见下表)，支持在线调整。 PU DR MF DIP开关设定输入信号波形时序图安装尺寸(单位:mm)◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ 采用矢量控制及微细分控制技术,在运行平稳性、噪音、震动、发热等方面 较传统驱动器均有较大的提升； 衰减模式及衰减时间自适应控制，开关管运行在最少开关模式，运行时发热 大大降低,电流波形失真度较小; 设有16档等角度恒力矩细分,最高分辨率10000步/转； 最高响应频率可达200Kpps; 加减速曲线配置合适的情况下电机最高空载速度可达50R/S(or 3000RPM); 步进脉冲停止超过100ms时,线圈电流自动减为20%-80%(由STOP/Im设定) 光电隔离信号输入/输出 驱动电流从0.6A/相到4.2A/相分16档可调 单电源输入，电压范围：交流AC110-220V 出错保护：过热保护/过流、电压过低保护 YKD3422MA体积为178x108.5x68()，净重量为：0.93kg 相位记忆功能(注：输入脉冲停止超过5秒后，驱动器自动记忆当时电机相位， 重新上电或MF信号由有效变为无效时，驱动器自动恢复电机相位)。 3mm 注意！信号端DB15塑料壳 需保留45mm的安装空间。
本教程介绍步进电机驱动和细分的工作原理,以及stm32103为主控芯片制作的一套自平衡的两轮车系统,附带原理图pcb图和源代码,有兴趣的同学一起来吧.本系统还有一些小问题,不当之处希望得到大家的指正. 一.混合式步进电机的结构和驱动原理 电机原理这部分不想讲的太复杂了，拆开一台电机看看就明白了。 电机的转子是一个永磁体，它的上面有若干个磁极SN组成，这些磁极固定的摆放成一定角度。电机的定子是几个串联的线圈构成的磁体。出线一般是四条线标记为A+，A-，B+，B-。A相与B相是不通的，用万用表很容易区分出来，至于各相的+-出线实际是不用考虑的，任意一相正负对调电机将反转。另外一种出线是六条线的只是在A相和B相的中间点做两条引出线别的没什么差别，六出线的电机通过中间出线到A+或A-的电流来模拟正向或负向的电流，可以在没有负相电流控制的电路中实现电机驱动，从而简化驱动电路，但是这种做法任意时刻只有半相有电流，对电机的力矩是有损失的。步进电机的转动也是电磁极与永磁极作用力的结果，只不过电磁极的极性是由驱动电路控制实现的。 我们做这样的一个实验就可以让步进电机转动起来。1找一节电池正负随意接入到A相两端;然后断开;(记为A正向)2再将电池接入到B相两端; 然后断开;(记为B正向)3电池正负对调再次接入A相; 然后断开;(记为A负向)4保持正负对调接入B相;然后断开;(记为B负向)…如此循环你会看到步进电机在缓慢转动。注意电机的相电阻是很小的接
通时近乎短路。我们将相电流的方向记录下来应该为:A+B+A-B-A+…， 如果我们更换接线顺序使得相电流顺序为A+B-A-B+A+…这时我们会看 到电机向反方向运动。这里每切换一次相电流电机都会转动一个很小的角度，这个角度就是电机的步距角。步距角是步进电机的一个固有参数，一般两相电机步距角为1.8度即切换200次可以让电机转动一圈。这里我们比较正反转的电流顺序可以看出A+和A-;B+和B-的交换后的顺序 和正反顺序是一致的，也就是前面所说的”任意一相正负对调电机将反转”。以上为四排工作方式，为了使相电流更加平滑另外可以使用八排的工作方式即: A+;A+B+;B+;B+A-;A-;A-B-;B-;B-A+;从前往后循环正转，从后往前循环反转。 为了用单片机实现相电流的正负流向控制必须要有一个H桥的驱动电路，这种带H桥的驱动模块还是很多的，比较便宜的是晶体管H桥比如L298N，晶体管开关速度比较慢，无法驱动电机高速运动。有些模块将细分控制电路也包含在内，我们也不用这种，因为我们的细分由软件控制。实际应用中使用ST的mos管两桥驱动芯片L6205一片即可驱 动一台步进电机。有了H桥通过PWM就可以控制相电流大小，改变输入极IN1、IN2的状态（参看手册第8页）可以控制相电流的方向。 二.细分的原理和输出控制 从这里开始重点了，别的地方看不到哦。 一个理想的步进电机电流曲线应该是相位相差90度的正弦曲线如
前言 随着社会的进步和人民生活水平的不断提高及全球经济一体化势不可挡的浪潮，我国微特电机工业在最近10年得到了快速的发展。快速发展的显着标志是使用领域不断拓宽，用量大增，特别是在日用消费市场和工业自动化装置及系统的表现最为明显。与此同时，随着电力电子技术、微电子技术和计算机技术、新材料以及控制理论和电机本体技术的不断发展进步，用户对电机控制的速度、精度和实时性提出了更高的要求，因此作为微特电机重要分枝的控制电机也得到了空前的发展。步进电动机又称为脉冲电动机，是数字控制系统中的一种执行组件。其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，即给一个脉冲电信号，电动机就转动一个角度或前进一步。步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。现阶段，反应式步进电机获得最多的应用。步进电机和普通电机的区别主要在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。不过步进电机在控制的精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统的闭环控制的直流伺服电动机。在精度不是需要特别高的场合就可以使用步进电机，步进电机可以发挥其结构简单、可靠性高和成本低的特点。使用恰当的时候，甚至可以和直流伺服电动机性能相媲美。步进电机被广泛应用于数字控制各个领域：机器人方面，机器人的的关节驱动及行进的精确控制，需要步进电机；数控机床方面，如数控电火花切割机床要求刀具精确走步，减小加工件表面的粗糙度的同时提高效率，需要步进电机；办公自动化方面，如电脑磁盘驱动器中的磁盘进行读盘操作的精确位置控制，需要步进电机，在打印机、传真机中也需要步进电机对设备进行位置控制。步进电动机是经济型数控系统经常采用的电机驱动系统。这类电机驱动系统的特点是控制简单，适合计算机系统控制要求。步进电动机的细分驱动系统较以往的电机系统，消除了低频震荡问题，控制分辨率更高，使其应用领域更加广泛。
TB6600升级版 两相步进驱动器 使用说明书 [使用前请仔细阅读本手册，以免损坏驱动器]
目录 一、产品简介 (3) 概述 (3) 特点 (3) 二、接口和接线介绍 (3) 信号输入端 (3) 电机绕组连接 (3) 电源电压连接 (4) 状态指示 (4) 接线方式 (4) 接线要求 (5) 三、电流、细分拨码开关设定 (5) 细分设定 (5) 工作（动态）电流设定 (6) 四、机械和环境指标 (6) 使用环境及参数 (6) 机械安装图 (7) 五、电机适配 (7) 电机适配 (7) 电机接线 (8) 供电电压和输出电流的选择 (8) 五、常见问题 (9) 应用中常见问题和处理方法 (9) 六、保修条款 (10)
一、产品简介 ◆概述 TB6600升级版驱动器是一款专业的两相混合式步进电机驱动器，可适配国内外各种品牌，电流在4.0A及以下，外径39，42，57mm的四线，六线，八线两相混合式步进电机。适合各种小中型自动化设备和仪器，例如：雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控机床、拿放装置等。在用户期望低成本、大电流运行的设备中效果特性。 ◆特点 ※信号输入：单端，脉冲/方向 ※细分可选：1/2/4/8/16/32细分 ※输出电流：0.5A-4.0A ※输入电压：9-42VDC ※静止时电流自动减半 ※可驱动4,6,8线两相、四相步进电机 ※光耦隔离信号输入，抗干扰能力强 ※具有过热、过流、欠压锁定、输入电压防反接保护等功能 ※体积小巧，方便安装 ※外部信号3.3-24V通用，无需串联电阻 二、接口和接线介绍 ◆信号输入端 PUL+ PUL-脉冲输入信号。默认脉冲上升沿有效。为了可靠响应脉冲信号，脉冲宽度应大于1.2us。 DIR+ DIR-方向输入信号，高/低电平信号，为保证电机可靠换向，方向信号应先于脉冲信号至少5us建立。电机的初始运行方向与电机绕组接线有关，互换任一相绕组（如A+、A-交换）可以改变电机初始运行方向。 ENA+ ENA-使能输入信号（脱机信号），用于使能或禁止驱动器输出。使能时，驱动器将切断电机各相的电流使电机处于自由状态，不响应步进脉冲。当不需用此功能时，使能信号端悬空即可。 ◆电机绕组连接 A+,A-电机A相绕组。 B+,B-电机B相绕组。
运动系统控制产品
使用手册
上海昀研自动化科技有限公司
二〇〇九年七月第三版
三相步进电机
返回目录
■ 42mmHB 系列三相步进电机
步 距 角(Step Angle) 步距精度(Step Accuracy) 温 升(Temperature Rise) 环境温度(Ambient Temperature Range) 绝缘等级(Insulation Class) 绝缘电阻(Insulation Resistance) 绝缘强度(Dielectric Strength) 径向跳动(radial runout) 轴向间隙(axial clearance) 1.2° ±5% 75℃ Max -20℃~+50℃ B 500VDC 100MΩ Min 500VAC 50Hz 1Ma Minute 0.02mmMax(450g 负载) 0.08mmMax(450g 负载)
技术参数(Specifications) 技术参数
型号 Model 步距角 机身长 额定电流 驱动器电源输入 保持转矩 Holding torque (N.m) 0.16 0.22 0.32 Step Angle Length Current Power Supply O () L(mm) (A/phase) (A) DC24V 1A DC24V 2A DC24V 1A 重量 转动惯量 适配驱动器 Rotor inertia Weight Matched driver 2 (g.cm ) (kg) 100 220 380 0.23 0.28 0.35 YK3605MA YK3605MA YK3605MA
423HB35-153 1.2 35 1.5 423HB40-153 1.2 40 1.5 423HB50-153 1.2 50 1.5 ▲以上仅为代表性产品,可按要求另行制作.
外形尺寸(Dimension) 外形尺寸(Dimension)
力矩测试数据(仅供参考) 力矩测试数据(仅供参考)
注意: ▲ 注意:
电机特性数据和技术数据都是在匹配我公司驱动器驱动的情况下测得,测试电压为 28VDC. 电机安装时务必用电机前端盖安装止口定位,并注意公差配合,严格保证电机轴与负载轴的同心度. 电机与驱动器连接时,请勿接错相.
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步进电机驱动器及细分控制原理 步进电机驱动器原理： 步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电。 以两相步进电机为例，当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时，驱动器经过环形分配器和功率放大后，给电机绕组通电的顺序为AA BB A A B B ，其四个状态周而复始 进行变化，电机顺时针转动；若方向信号变为负时，通电时序就变为 AA B B A A BB ，电机就逆时针转动。 随着电子技术的发展，功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。其基本原理是：在电机绕组回路中，串联一个电流检测回路，当绕组电流降低到某一下限值时，电流检测回路发出信号，控制高压开关管导通，让高压再次作用在绕组上，使绕组电流重新上升；当电流回升到上限值时，高压电源又自动断开。重复上述过程，使绕组电流的平均值恒定，电流波形的波顶维持在预定数值上，解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题，使电机在低频段力矩增大。 步进电机一定时，供给驱动器的电压值对电机性能影响较大，电压越高，步进电机转速越高、加速度越大；在驱动器上一般设有相电流调节开关，相电流设的越大，步进电机转速越高、力距越大。 细分控制原理： 在步进电机步距角不能满足使用要求时，可采用细分驱动器来驱动步进电机。细分驱动器的原理是通过改变A，B相电流的大小，以改变合成磁场的夹角，从而可将一个步距角细分为多步。
定子 A 转子 S N B B B S N A A (a)(b) A S N B B N S B S N A (c)(d) 图3.2步进电机细分原理 图 仍以二相步进电机为例，当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B相磁极中间，如图3.2。 若通电方向顺序按AA AA BB BB BB AA AA AA BB BB BB AA,8个状态周而 复 始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。与图2.1相比，它的步距角小了一半。 驱动器一般都具有细分功能，常见的细分倍数有：1/2，1/4，1/8，1/16，1/32，1/64；或：1/5，1/10，1/20。 细分后步进电机步距角按下列方法计算：步距角=电机固有步距角/细分数 例如：一台1.8°电机设定为4细分，其步距角为 1.8°/4=0.45°。当细分 等级大于1/4后，电机的定位精度并不能提高，只是电机转动更平稳。
YKA2811MA细分驱动器 特点 ◆ 高性能、低价格、低噪音、平稳性极好 ◆ 设有32档等角度恒力矩细分 ◆ 采用独特的控制电路，有效的降低了噪音，增加了转动平稳性 ◆ 最高反应频率可达200Kpps ◆ 步进脉冲停止超过100ms时，线圈电流自动减半，减小了许多场合的电 机过热 ◆ 双极恒流斩波方式，使得相同的电机可以输出更大的速度和功率 ◆ 光电隔离信号输入/输出 ◆ 驱动电流从0.5A/相到8.0A/相连续可调 ◆ 单电源输入，电压范围：AC60-130V ◆ 出错保护： ――过热保护 ――过流、电压过低保护 典型应用 雕刻机中型数控机床包装机 抛光设备恒速应用 简述 YKA2811MA为一款等角度恒力矩细分型驱动器，最高细分数能达到200细分，驱动电压交流60V~130V，适配电流在8A以下、外径86~130mm的各种型号的两相混合式步进电机。 电器规格 说明 最小值 典型值 最大值 供电电压（VAC） 60 100 130 峰值输出电流（A） 0.5 跟用户要求有关 8.0 逻辑输入电流（mA） 15 步进脉冲相应频率（KHz）- - 200 脉冲低电平时间（uS） 2.5 - - 电流设定 1. STOP/Im为保持状态输出电流设置电位器，可设置为正常输出电流的20%~80%（顺时针增大，逆时针 减小） 2. RUN/Im为正常工作输出电流设置开关（详见下表） R-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F Im(A) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.58.0 细分设定 SK 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 细分数200 100 8064 50 4032252016108 5 4 2 1
姓名___ _ _ _ 学号201016050136 院系电气信息工程学院 专业电子信息工程 班级___信息10-1______ __
目录 目录 (2) 摘要 (3) 关键词 (3) Abstract (3) Keywords (3) 一、引言 (4) 二、步进电机细分驱动的基本原理 (4) 三、Quartus II概述 (5) 四、课题设计 (5) （一）总体设计 (5) （二）细分电流的实现 (6) （三）细分驱动性能的改善 (6) （四）程序设计 (6) 六、仿真与测试结果分析 (10) 七、结论 (12) 参考文献 (12) 注释 (13) 附录 (14) 心得体会 (20)
摘要 在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上，提出一种基于FPGA 控制的步进电机细分驱动器。利用FPGA中的嵌入式EAB构成LPM-ROM，存放步进电机各相细分电流所需的PWM控制波形数据表，并通过FPGA设计的数字比较器，同时产生多路PWM电流波形，实现对步进电机转角进行均匀细分控制。实验证明，所研制的步进电机驱动器不仅体积小，简化了系统的设计，减少了延迟，改善了低频特性，有良好的适应性和自保护能力，提高了驱动器的稳定性和可靠性。 关键词 步进电机；细分驱动；脉宽调制；FPGA Abstract In this paper, a divided driving circuit for stepping motor controlled by FPGA is put forward, based on the analysis of the principle of stepping motor divided driving. Using embedded EAB in FPGA to compose LPM-ROM, store PWM control wave form data which stepping motor each phase subdivided driving current is needed．The magnitude comparator designed with FPGA generates several PWM current waveform synchronously, to realize the step angles even division control for three–phase stepping motor.Experimments have proved that the developed subdivision driver is not only smaller,sampler in system, can shorten the delay time,improve the stability in low frequency ,but has good self-adaptation and self-protection ability,and its stability and relibility are higher. Keywords stepping motor; divided driving；PWM; FPGA
T R系列簡易型 5相步進馬達驅動器 使用說明書 泰 ※本公司為促進產品性能的提昇，所進行的產品設計修改，將不個別通知，若有需要更詳細的資料，請洽各地營業所。
目 錄 1.產品規格 (1) 2.驅動器各部位功能說明 (2) 3.電流調整開關使用方法 (5) 4.接線圖 (6) 5.接線例及使用方法 (7) 6.尺寸圖及安裝方法 (9) ※本產品如有操作上或技術上疑問，歡迎上班時間洽詢本公司『技術諮詢專線：0800-450-168』，我們將竭誠為您服務！
1.產品規格 ●規格 驅動器型號 TR515B TR530B 驅動電流 0.36~1.4 A/相 0.75~2.8 A/相 適用馬達規格 0.75A/相 1.4A/相 0.75A/相 1.4A/相 2.8A/相 輸入電源 DC24~36V ＊1 MIN :1.5A 以上 DC24~36V ＊1MIN :3.0A 以上DC24~36V ＊1MIN :1.5A 以上DC24~36V ＊1 MIN :3.0A 以上 DC24~36V ＊1MIN :6.0A 以上 激磁方式 全步進(0.72? 4相激磁)，半步進 (0.36? 4-5相激磁)〈可切換〉 信號輸出入方式 ●光耦合器(Photo Coupler)輸入介面 ●開集極電路(Open Collector) 輸出介面 CW 脈波輸入 2 pulse 時：:正轉輸入，1 pulse 時：脈波輸入 CCW 脈波輸入 2 pulse 時：反轉輸入，1 pulse 時：運轉方向輸入 輸 入 信 號 H.OFF 輸入 激磁解除輸入(Holding Off) 輸 出 信 號 TIMING 輸出 激磁相原點時輸出 全步進時每10個脈波輸出一個信號 半步進時每20個脈波輸出一個信號 功 能 ●自動電流下降(ACD)●自我測試功能(TEST) ●步進角切換 (H/F)●脈波輸入方式切換(1P/2P) 保護功能 ●電源逆接保護：輸入電壓極性接反時自動斷流 ●過電流保護：輸入電流超過額定值時自動斷流 ●過熱保護：當驅動器超過80?C 時自動斷流＊2 燈號顯示 電源，TIMING 外形尺寸 90 (L) ×65 (W) ×32 (H)mm 重量 270g 使用環境溫度範圍 0 ? C ～ 40 ? C ＊1. [a] 瞬間最大電壓為40V，平常使用請勿超過36V，以免造成驅動器損壞。 [b] 請依表格內建議，選用規格足夠的電源供應器。 ＊2.當過熱保護功能啟動時，電源指示燈會閃爍，馬達不激磁(注意馬達若使用在垂直 性負載時請做適當防護) 。要恢復激磁，必須關閉電源排除過熱原因後再重新啟動電源。
Indexer接口步进电机驱动器 使用说明书 (57型：ZD-M57P) 版本 说明 Ver1.00 初始
1.产品特点 ☆微型设计，安装便利，可与57步进电机一体化 ☆散热铸铝封闭型外壳 ☆停止运行时自动半流,无锁相噪声 ☆并行接口高速光电隔离,兼容3.3-5V和12-24V逻辑电平☆电流2-4.5A连续可调 ☆ 1/2/4/8/16/32/64/128细分可选 2.产品参数 供电电源 DC11V-DC36V/5A，推荐DC24V Indexer 接口COM 共阳极。拨码开关选择3.3V-5V或者12V-24V 说明：拨码开关HV选择On位置时，COM可当共阴极使用DIR 0V或者Vcom。 电流：8mA@3.3V/8mA@12V/15mA@5V/18mA@24V STP 0V或者Vcom。 电流：8mA@3.3V/8mA@12V/15mA@5V/18mA@24V 频率0-20KHz
EN 0V或者Vcom。 电流：8mA@3.3V/8mA@12V/15mA@5V/18mA@24V Vcom或者悬空，EN使能步进电机；0V步进电机脱机状态输出电机电流峰值4.5A(单相最大)，实际使用2-4.5A可调 驱动方式 PWM斩波恒流 驱动细分拨码开关设置选择1、2、4、8、16、32、64、128 绝缘电阻在常温常压下>100MΩ 绝缘强度在常温常压下0.5KV , 1 分钟 保护输入反接、过载、驱动过热、驱动过流 操作温度 -20℃-85℃
3.电气接口 Ref之间电压。 相电流值 = 电压值数值×2 例如：步进电机相电流为4.0A,调节 电位器，是的Ref与GND之 间电压为2.0V
YKA3722MA细分驱动器 ◆高性能、低价格 ◆设有16档等角度恒力矩细分，最高分辨率60000步/转，使运转 平滑，分辨率提高 ◆采用独特的控制电路，有效的降低了噪音，增加了转动平稳性 ◆最高反应频率可达200Kpps ◆步进脉冲停止超过100ms时，线圈电流自动减半，减小了许多 场合的电机过热 ◆双极恒流斩波方式，使得相同的电机可以输出更大的速度和功率 ◆光电隔离信号输入/输出 ◆驱动电流从0.7A/相到7.0A/相分16档可调 ◆可以驱动任何7.0A相电流以下三相混合式步进电机 ◆单电源输入，电压范围：AC100-220V ◆出错保护： ――过热保护 ――过流、电压过低保护 ◆YKA3722MA驱动器体积为80x156x200mm3。 ◆相位记忆功能（注：输入脉冲停止超过5秒后，驱动器自动记忆当时电机相位，重新上电或MF信号 由有效变为无效时，驱动器自动恢复电机相位。） 典型应用 雕刻机、分辨率较高的大、中型数控机床包装机、电脑绣花机、恒速应用 简述 YKA3722MA为一款等角度恒力矩细分型驱动器，驱动电压交流110V~220V，适配电流在7.0A以下、外径86~130mm的各种型号的三相混合式步进电机。该驱动器内部采用类似伺服控制原理的电路，此电路可以使电机低速运行平稳，几乎没有震动和噪音，电机在高速时力矩大大高于两相和五相混合式步进电机。 定位精度最高可达60000步/转。 电器规格 电流设定 1. STOP/Im为保持状态输出电流设置电位器，可设置为正常输出电流的20%~80%（顺时针增大，逆时针 减小）
细分设定 YKA3722MA驱动器细分设定如下表： DIP开关功能设定 驱动器接线示意图
如何配用步进电机驱动器？ 根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。 1，2相和5相步进电机有何区别，如何选择？ 2相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。5相电机则振动较小，高速性能好，比2相电机的速度高30~50%，可在部分场合取代伺服电机。 2。使用电机时要注意的问题？ 上电运行前要作如下检查： 1）电源电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的+/-极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）； 2）控制信号线接牢靠，工业现场最好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）； 3）不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。 4）一定要搞清楚接地方法，还是采用浮空不接。 5）开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是否正常，声音和温升情况，发现问题立即停机调整。 3，步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？ 一般要考虑以下方面作检查： 1）电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。 2）上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要>10mA），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS电路，则也要选用CMOS 输入型的驱动器。 3）启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。 4）电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。 5）对于5相电机来说，相位接错，电机也不能工作。 4，用开关电源给步进和直流电机系统供电好不好？ 一般最好不要，特别是大力矩电机，除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源。因为，电机工作时是大电感型负载，会对电源端形成瞬间的高压。而开关电源的过载性能不好，会保护关断，且其精密的稳压性能又不需要，有时可能造成开关电源和驱动器的损坏。可以用常规的环形或R 型变压器变压的直流电源。 5，使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗? 正常来说这不是问题，只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。因为电机速度与电机线电压成正比，因此选择某种电源电压不会引起过速，但可能发生驱动器等故障。此外, 必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求，而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定
57系列二相步进电机 ◆步进电机详细信息 ◆步进电机性能参数 注：1. 以上仅为代表性产品，如需其它非代表性产品可以根据客户需求定制。 2.根据客户不同需求可以定制4线，6线，8线步进电机 3.两相步进电机基本步距角是1.8°，三相步进电机步距角是1.2°。 ◆步进电机安装尺寸（单位：mm）
57 FH系列步进电机标准出轴为光轴，直径6.35mm，直径8mm，伸出轴长度21mm。可按用户要求铣单扁、做双出轴、变更出轴长度；也可按用户要求定制电气参数，例如电流大小；或根据用户使用环境做参数调整，例如供电电压36V要求低速大力矩；还可按用户提供样品仿制步进电机。 ◆步进电机曲线图说明 ◆步进电机接线图说明
注意： ◆电机特性数据和技术数据都是在匹配我公司驱动器驱动YBM86的情况下测得，测试电压为DC28V。 ◆步进电机力矩测试数据与驱动器型号、参数设置、驱动器供电电压密切相关；同规格步进电机因定转子间隙不同，饶线方式不同，其矩频特性也不同。 ◆电机安装前务必用电机前端盖安装止口定位，并注意公差配合，严格保证电机轴与负载轴的同心度，不同心会导致断轴。 ◆电机与负载连接时，严禁敲击，电机轴与轴承受敲击后可能影响电机性能，甚至损坏。 ◆电机与驱动器连接时，请勿接错相，错相或缺相时电机不能正常运转，可能损伤步进电机驱动器。 ◆无电机接线图时，用万用表测量，电机线两两相通，分别接A+A-、B+B-。无万用表时，挑两根电机线短接，若电机轴旋转阻力增大，则这两根线是一组线圈。电机旋转初始方向与所需方向相反时，把A+A-两线换位即可 57BYGH系列步进电机说明书 步距角：0.9/1.8度 绝缘电阻：500 V DC 100MΩ 绝缘强度：500V AC 1 Minute 温升：65Ｋ 环境温度：-10℃~+55℃ 绝缘等级：Ｂ 二相混合式步进电机 型号相数电压 （V） 额定电流 (A) 电阻 (Ω) 电感 (mH) 静转矩 (Kg.cm) 定位转矩 （kg.cm） 重量 (Kg) 机身长 (mm) 出轴长 (mm) 接线图 57BYGH101 4 3 1.3 2.3 2.2 4.9 0.3 0.45 45 21 a
德国百格拉公司 德国百格拉公司1934年以来一直致力于步进电机和伺服电机的研究、开发、生产工作。是世界上步进驱动系统行业的领导者。 该公司于1973年发明了五相混合式步进电机及其驱动器，克服了两相步进电机振动噪音大、只能用于简单应用场合的缺点，因此可胜任更高要求的任务，适合进行微步控制，并逐渐成为世界上许多五相步进电机生产厂家学习的典范。 但由于科学技术的不断发展，人们越来越发现五相步进电机的接线和相电流切换技术比较复杂，生产成本又很高，为了追求高效益、低成本，达到最佳的性能价格比，百格拉公司把交流伺服原理应用到步进电机系统中，于1993年又推出了性能更加优越的三相混合式步进电机，该步进电机吸取五相电机的优点，与其配套的驱动器采用了交流伺服电机驱动器工作方式，这种电机系统彻底解决了传统步进电机低速爬行、有共振区、噪音大、高速扭矩小、起动频率低和驱动器可靠性差等缺点，因此被称为具有交流伺服电机运行特性的步进电机系统。 为满足客户对更大功率、更高动态性能等的要求，百格拉公司开发了全新的交流伺服电机系统。 百格拉公司产品完全符合CE标准，并率先通过ISO9001质量体系认证。 百格拉公司的步进电机系统以其可靠性高、性能价格比优越主宰着欧美市场，目前百格拉公司的步进电机系统已占据欧洲市场的85%，占美国市场的25%，中国市场的占有率也在急剧的上升。
目录 第一章驱动器 1.1 驱动器概述 (1) 1.1.1 安全事项………………………………………………………………………… 1.1.2 驱动器连线注意事项…………………………………………………………… 1.1.3 驱动器的特点…………………………………………………………………… 1.2 驱动器WD3-007 (1) 1.2.1 电气参数………………………………………………………………………… 1.2.2 WD3-007的主要特点…………………………………………………………… 1.2.3 连线及参数设置………………………………………………………………… 1.2.4 控制信号接口…………………………………………………………………… 1.2.5 功能选择………………………………………………………………………… 1.2.6 功率接口………………………………………………………………………… 1.2.7 安装……………………………………………………………………………… 1.2.8 故障诊断………………………………………………………………………… 1.2.9 故障排除………………………………………………………………………… 1.3 驱动器WD3-008、WDM3-008 (1) 1.3.1 电气参数………………………………………………………………………… 1.3.2 WD3-008、WDM3-008的主要特点……………………………………………… 1.3.3 连线及参数设置………………………………………………………………… 1.3.4 控制信号接口…………………………………………………………………… 1.3.5 功能选择………………………………………………………………………… 1.3.6 功率接口………………………………………………………………………… 1.3.7 安装……………………………………………………………………………… 1.3.8 故障诊断………………………………………………………………………… 1.3.9 故障排除………………………………………………………………………… 1.4 驱动器D921………………………………………………………………………… 1.4.1 电气参数………………………………………………………………………… 1.4.2 D921的主要特点………………………………………………………………… 1.4.3 连线及参数设置………………………………………………………………… 1.4.4 控制信号接口…………………………………………………………………… 1.4.5 功能选择………………………………………………………………………… 1.4.6 功率接口………………………………………………………………………… 1.4.7 状态指示………………………………………………………………………… 1.4.8 安装……………………………………………………………………………… 1.4.9 故障诊断与排除…………………………………………………………………第二章百格拉公司的三相混合式步进电机……………………………………………………… 2.1 基本概念……………………………………………………………………………… 2.2 特殊的机械结构……………………………………………………………………… 2.3 先进的步进电机控制理论…………………………………………………………… 2.4 三相混合式步进电机的特点………………………………………………………… 2.5 电机参数表…………………………………………………………………………… 2.6 电机安装尺寸………………………………………………………………………… 2.7 抱闸电机………………………………………………………………………………