步进电机为什么要加驱动器?看这!
步进电机和PLC自动化之间的联系对于初学者来说可能难以理解,为什么步进电机需要一个驱动器来控制而非直接接入电源使用呢?今天我们来一下其中的奥妙。
步进驱动器的构造介绍
步进驱动器主要由两部分组成:环形分配器和功率放大模块。其中,环形分配器负责接收三种关键信号:脉冲信号、方向信号和脱机信号。这些信号经过分配器处理后,控制功率放大器的晶体管导通,进而控制步进电机线圈的通电。没有脉冲信号,步进电机是不会转动的,因此驱动器的作用就是为步进电机的各绕组依次通电。
方向信号则控制着AB相的通电顺序。例如,A-B相序将使电机顺时针转动,而B-A相序则使电机逆时针转动。脱机信号的功能是在电机停止时,锁定转子。当需要移动转子时,只需给予脱机信号,使AB相绕组完全断电,转子便处于自由转动状态。
步进电机、驱动器与PLC的联动
步进驱动器需要连接一个直流电源(24~28V)。一端连接步进电机,另一端则接收控制信号。步进电机的结构允许它接收外部的控制信号,这些信号通常是来自PLC的脉冲信号。只要让PLC的Y0端口不断产生接通与截止的脉冲,就能控制电机的转动。
当Y0端口导通时,电流从CP+流入,经过限流电阻、二极管,再通过CP-和COM端回到电源负极,形成一个完整的回路。这样,发光二极管导通,晶体管也被激活,产生高电平1。反之,如果Y0端口截止,则产生低电平0。这样,当Y0端口不断产生接通与截止的脉冲时,这些脉冲就从外部设备传送到驱动器中。环形分配器接收到这些脉冲后,对其进行分配,控制步进电机各绕组的依次通电。步进电机的旋转离不开脉冲信号,没有脉冲,它就会停止转动。方向信号和脱机信号也是如此。
步进驱动器的细分功能与设置
为了提高步进电机的控制精度,现代的步进驱动器都具备了细分功能。细分,就是通过驱动器内部的电路方法减小步距角。例如,如果将步进驱动器设置为5细分,步距角就会从原来的1.8°减小到0.36°。
在设置细分时,需要注意:
1. 一般情况下,细分数不宜设置得过大。在控制脉冲频率不变的情况下,细分越大,电机的转速越慢,而且输出力矩也会减小。
2. 驱动步进电机的脉冲频率不宜过高,一般不超过2KHz,否则电机输出的力矩会迅速减小。
细分表一般直接显示在驱动器上,方便用户查看和调整。通过深入了解步进驱动器的工作原理和设置,我们能更好地控制和运用步进电机,实现更精确的运动控制。