步進電機中英文翻譯

1、<p><b>　　步進電機知識</b></p><p><b>　　什么是步進電機</b></p><p>　　步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通

2、過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。 </p><p><b>　　步進電機分哪幾種</b></p><p>　　步進電機分三種：永磁式（PM） ，反應式（VR）和混合式（HB）永磁式步進一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應式步進一般為三相，可實現大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達

3、國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。 </p><p>　　什么是保持轉矩（HOLDING TORQUE）</p><p>　　保持轉矩（HOLDING TORQUE）是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數之一，通常步進電機

4、在低速時的力矩接近保持轉矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數之一。比如，當人們說2N.m的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為2N.m的步進電機。 </p><p>　　什么是DETENT TORQUE</p><p>　　DETENT TORQUE 是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉子

5、的力矩。DETENT TORQUE 在國內沒有統一的翻譯方式，容易使大家產生誤解；由于反應式步進電機的轉子不是永磁材料，所以它沒有DETENT TORQUE。 </p><p>　　步進電機精度為多少？是否累積</p><p>　　一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。 </p><p>　　步進電機的外表溫度允許達到多少</p><p

6、>　　步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。 </p><p>　　為什么步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降</p><p>　　當步進電機轉動時，電機各相繞組的電感

7、將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。 </p><p>　　為什么步進電機高于一定速度就無法啟動</p><p>　　步進電機有一個技術參數：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機

8、達到高速轉動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。 </p><p>　　如何克服兩相混合式步進電機的振動和噪聲</p><p>　　步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服： </p><p>　　A.如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)； &

9、lt;/p><p>　　B.采用帶有細分功能的驅動器，這是最常用的、最簡便的方法； </p><p>　　C.換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機； </p><p>　　D.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高； </p><p>　　E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產品，但機械結構改變較大。 </

10、p><p>　　細分驅動器的細分數是否能代表精度</p><p>　　步進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術（請參考有關文獻），其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功能。比如對于步進角為1.8°的兩相混合式步進電機，如果細分驅動器的細分數設置為4，那么電機的運轉分辨率為每個脈沖0.45°，電機的精度能否達到或接近0.45&#

11、176;，還取決于細分驅動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大；細分數越大精度越難控制。 </p><p>　　串聯接法和并聯接法有什么區(qū)別</p><p>　　四相混合式步進電機與驅動器的串聯接法和并聯接法有什么區(qū)別? </p><p>　　四相混合式步進電機一般由兩相驅動器來驅動，因此，連接時可以采用串聯接法或并聯接法將四相電機接

12、成兩相使用。串聯接法一般在電機轉速較低的場合使用，此時需要的驅動器輸出電流為電機相電流的0.7倍，因而電機發(fā)熱小；并聯接法一般在電機轉速較高的場合使用（又稱高速接法），所需要的驅動器輸出電流為電機相電流的1.4倍，因而電機發(fā)熱較大。 </p><p>　　如何確定步進電機驅動器的直流供電電源</p><p><b>　　A.電壓的確定 </b></p>

13、<p>　　混合式步進電機驅動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如IM483的供電電壓為12～48VDC），電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來選擇。如果電機工作轉速較高或響應要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅動器。 </p><p><b>　　B.電流的確定 </b></p><p>

14、　　供電電源電流一般根據驅動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用開關電源，電源電流一般可取I 的1.5～2.0倍。 </p><p>　　混合式步進電機驅動器的脫機信號FREE使用</p><p>　　當脫機信號FREE為低電平時，驅動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉子處于自由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。在有些自動化設備中，如果在驅動器不斷電的情況

15、下要求直接轉動電機軸（手動方式），就可以將FREE信號置低，使電機脫機，進行手動操作或調節(jié)。手動完成后，再將FREE信號置高，以繼續(xù)自動控制。 </p><p>　　如何調整兩相步進電機通電轉動方向</p><p>　　只需將電機與驅動器接線的A+和A-（或者B+和B-）對調即可。 </p><p><b>　　步進電機的主要特性</b><

16、;/p><p>　　1 步進電機必須加驅動才可以運轉， 驅動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候， 步進電機靜止， 如 </p><p>　　果加入適當的脈沖信號， 就會以一定的角度（稱為步角）轉動。轉動的速度和脈沖的頻率成正比。 </p><p>　　2 騰龍版步進電機的步進角度為7.5 度，一圈360 度， 需要48 個脈沖完成。 </p><p&

17、gt;　　3 步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。 </p><p>　　4 改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉動的方向。 </p><p>　　因此，目前打印機，繪圖儀，機器人，等等設備都以步進電機為動力核心。 </p><p><b>　　步進電機控制例子</b></p><p>　　我們使用的單極四相步進電機

18、為例。其結構如圖1： </p><p>　　四個繞組引出四相(相A1相A2相B1相B2)和兩個公共線(接到電源的正極)。把繞組的某一相接到電源的地線。這樣該繞組就會受到激勵。我們采用四相八拍的控制方式，即1相與2相交替導通，這樣可提高分辨率。每一步可轉0.9°控制電機正轉的勵磁順序如下表： </p><p>　　若要求電機反轉，將勵磁信號倒過來傳送即可。 2 控制方案 </

19、p><p>　　控制系統的框圖如下 </p><p>　　本方案采用AT89S51作為主控制器件。它與AT89C51兼容，同時還增加了SPI接口和看門狗模塊，這不但使程序調試變得方便而且也使程序運行更加穩(wěn)定。在方案中該單片機主要實現現場信號的采集并計算出步進電機運轉的方向和速度信息。然后傳送給CPLD。 </p><p>　　CPLD采用EPM7128SLC84-15，

20、EPM7128是可編程的大規(guī)模邏輯器件，為ALTERA公司的MAX7000系列產品。具有高阻抗、電可擦等特點，可用單元為2500個，工作電壓為+5V。CPLD接收到單片機發(fā)送過來的信息后，轉換成對應的控制信號輸出給步進電機驅動器。驅動器則把控制信號處理后輸入電機繞組，實現了電機的有效控制。 2.1 電機驅動器硬件結構 </p><p>　　電機的驅動器采用如下電路： </p><p>　　

21、其中R1-R8的電阻值為320Ω。R9-R12的電阻值為2.2KΩ。Q1-Q4為達林頓管D401A，Q5-Q8為S8550。J1、J2與步進電機的六條引線相連 </p><p><b>　　步進電機優(yōu)缺點</b></p><p><b>　　優(yōu)點</b></p><p>　　1． 電機旋轉的角度正比于脈沖數； </p

22、><p>　　2． 電機停轉的時候具有最大的轉矩（當繞組激磁時）； </p><p>　　3． 由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性； </p><p>　　4． 優(yōu)秀的起停和反轉響應； </p><p>　　5． 由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命； &

23、lt;/p><p>　　6． 電機的響應僅由數字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結構可以比較簡單而且控 </p><p><b>　　制成本 </b></p><p>　　7． 僅僅將負載直接連接到電機的轉軸上也可以極低速的同步旋轉。 </p><p>　　8． 由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉速范圍

24、。 </p><p><b>　　缺點</b></p><p>　　1． 如果控制不當容易產生共振； </p><p>　　2． 難以運轉到較高的轉速。 </p><p>　　3. 難以獲得較大的轉矩 </p><p>　　4. 在體積重量方面沒有優(yōu)勢，能源利用率低。 </p>&l

25、t;p>　　5. 超過負載時會破壞同步，高速工作時會發(fā)出振動和噪聲。 </p><p><b>　　步進電機驅動方法</b></p><p>　　步進電動機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進電動機驅動器，如圖2所示，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。圖中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現。驅動單元與步進電動機直接

26、耦合，也可理解成步進電動機微機控制器的功率接口，這里予以簡單介紹。 </p><p>　　圖2 步進電動機驅動控制器</p><p>　　圖2 步進電動機驅動控制器 </p><p>　　1、單電壓功率驅動接口</p><p>　　實用電路如圖3所示。在電機繞組回路中串有電阻Rs，使電機回路時間常數減小，高頻時電機能產生較大的電磁轉矩，還能緩

27、解電機的低頻共振現象，但它引起附加的損耗。一般情況下，簡單單電壓驅動線路中，Rs是不可缺少的。Rs對步進電動機單步響應的改善如圖3(b)。 </p><p>　　圖3 單電壓功率驅動接口及單步響應曲線</p><p>　　圖3 單電壓功率驅動接口及單步響應曲線 </p><p>　　圖4 雙電壓功率驅動接口 </p><p>　　2、雙電壓功

28、率驅動接口</p><p>　　雙電壓驅動的功率接口如圖4所示。雙電壓驅動的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓UL驅動，而在高速（高頻段）時用較高的電壓UH驅動。這種功率接口需要兩個控制信號，Uh為高壓有效控制信號，U為脈沖調寬驅動控制信號。圖中，功率管TH和二極管DL構成電源轉換電路。當Uh低電平，TH關斷，DL正偏置，低電壓UL對繞組供電。反之Uh高電平，TH導通，DL反偏，高電壓UH對繞組供電。這種電路

29、可使電機在高頻段也有較大出力，而靜止鎖定時功耗減小。 </p><p>　　3、高低壓功率驅動接口</p><p>　　圖5 高低壓功率驅動接口</p><p><b>　　? </b></p><p>　　圖5 高低壓功率驅動接口 </p><p>　　高低壓功率驅動接口如圖5所示。高低壓驅動的

30、設計思想是，不論電機工作頻率如何，均利用高電壓UH供電來提高導通相繞組的電流前沿，而在前沿過后，用低電壓UL來維持繞組的電流。這一作用同樣改善了驅動器的高頻性能，而且不必再串聯電阻Rs，消除了附加損耗。高低壓驅動功率接口也有兩個輸入控制信號Uh和Ul，它們應保持同步，且前沿在同一時刻跳變，如圖5所示。圖中，高壓管VTH的導通時間tl不能太大，也不能太小，太大時，電機電流過載；太小時，動態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。（當這個數值與

31、電機的電氣時間常數相當時比較合適）。{{分頁}} </p><p>　　4、斬波恒流功率驅動接口</p><p>　　恒流驅動的設計思想是，設法使導通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數值。使電機具有恒轉矩輸出特性。這是目前使用較多、效果較好的一種功率接口。圖6是斬波恒流功率接口原理圖。圖中R是一個用于電流采樣的小阻值電阻，稱為采樣電阻。當電流不大時，VT1和VT2同時受控

32、于走步脈沖，當電流超過恒流給定的數值，VT2被封鎖，電源U被切除。由于電機繞組具有較大電感，此時靠二極管VD續(xù)流，維持繞組電流，電機靠消耗電感中的磁場能量產生出力。此時電流將按指數曲線衰減，同樣電流采樣值將減小。當電流小于恒流給定的數值，VT2導通，電源再次接通。如此反復，電機繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數值上，形成小小的鋸齒波，如圖6所示。 </p><p>　　圖6 斬波恒流功率驅動接口</p&g

33、t;<p>　　圖6 斬波恒流功率驅動接口 </p><p>　　斬波恒流功率驅動接口也有兩個輸入控制信號，其中u1是數字脈沖，u2是模擬信號。這種功率接口的特點是：高頻響應大大提高，接近恒轉矩輸出特性，共振現象消除，但線路較復雜。目前已有相應的集成功率模塊可供采用。 </p><p>　　5、升頻升壓功率驅動接口?</p><p>　　為了進一步提高

34、驅動系統的高頻響應，可采用升頻升壓功率驅動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關系。它的主回路實際上是一個開關穩(wěn)壓電源，利用頻率-電壓變換器，將驅動脈沖的頻率轉換成直流電平，并用此電平去控制開關穩(wěn)壓電源的輸入，這就構成了具有頻率反饋的功率驅動接口。 </p><p>　　6、集成功率驅動接口?</p><p>　　目前已有多種用于小功率步進電動機的集成功率驅動接口電路可供選

35、用。 </p><p>　　L298芯片是一種H橋式驅動器，它設計成接受標準TTL邏輯電平信號，可用來驅動電感性負載。H橋可承受46V電壓，相電流高達2.5A。L298(或XQ298，SGS298)的邏輯電路使用5V電源，功放級使用5~46V電壓，下橋發(fā)射極均單獨引出，以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數式封裝，工業(yè)品等級。它的內部結構如圖7所示。H橋驅動的主要特點是能夠對電機繞組進行正、

36、反兩個方向通電。L298特別適用于對二相或四相步進電動機的驅動。{{分頁}} </p><p>　　圖7 L298原理框圖</p><p>　　圖7 L298原理框圖 </p><p>　　與L298類似的電路還有TER公司的3717，它是單H橋電路。SGS公司的SG3635則是單橋臂電路，IR公司的IR2130則是三相橋電路，Allegro公司則有A2916、A3

37、953等小功率驅動模塊。 </p><p>　　圖8是使用L297(環(huán)形分配器專用芯片)和L298構成的具有恒流斬波功能的步進電動機驅動系統。 </p><p>　　圖8 專用芯片構成的步進電動驅動系統</p><p>　　圖8 專用芯片構成的步進電動驅動系統 </p><p>　　步進電機驅動器的特點?</p><p&g

38、t;　?。?）構成步進電機驅動器系統的專用集成電路： </p><p>　　A、脈沖分配器集成電路：如三洋公司的PMM8713、PMM8723、PMM8714等。 </p><p>　　B、包含脈沖分配器和電流斬波的控制器集成電路：如SGS公司的L297、L6506等。 </p><p>　　C、只含功率驅動（或包含電流控制、保護電路）的驅動器集成電路：如日本新電元

39、工業(yè)公司的MTD1110（四相斬波驅動）和MTD2001（兩相、H橋、斬波驅動）。 </p><p>　　D、將脈沖分配器、功率驅動、電流控制和保護電路都包括在內的驅動控制器集成電路，如東芝公司的TB6560AHQ、MOTOROLA公司的SAA1042（四相）和ALLEGRO公司的UCN5804（四相）等。 </p><p>　?。?）“細分驅動”概述： </p><p

40、>　　將“電機固有步距角”細分成若干小步的驅動方法，稱為細分驅動，細分是通過驅動器精確控制步進電機的相電流實現的，與電機本身無關。其原理是，讓定子通電相電流并不一次升到位，而斷電相電流并不一次降為0（繞組電流波形不再是近似方波，而是N級近似階梯波），則定子繞組電流所產生的磁場合力，會使轉子有N個新的平衡位置（形成N個步距角）。 </p><p><b>　　步進電機驅動要求</b>&l

41、t;/p><p>　?。?） 能夠提供較快的電流上升和下降速度，使電流波形盡量接近矩形。 </p><p>　　具有供截止期間釋放電流流通的回路，以降低繞組兩端的反電動勢，加快電流衰減。 </p><p>　?。?） 具有較高韻功率及效率。 </p><p>　　步進電機驅動器，它是把控制系統發(fā)出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移，或者說：控制系統

42、每發(fā)一個脈沖信號，通過驅動器就使步進電機旋轉一個步距角。也就是說步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。所以控制步進脈沖信號的頻率，就可以對電機精確調速；控制步進脈沖的個數，就可以對電機精確定位。步進電機驅動器有很多，我們應以實際的功率要求合理的選擇驅動器，下面分別介紹各類典型的驅動器。 </p><p><b>　　最新技術發(fā)展</b></p><p>　　國內外對細

43、分驅動技術的研究十分活躍，高性能的細分驅動電路，可以細分到上千甚至任意細分。目前已經能夠做到通過復雜的計算使細分后的步距角均勻一致，大大提高了步進電機的脈沖分辨率，減小或消除了震蕩、噪聲和轉矩波動，使步進電機更具有“類伺服”特性。 </p><p>　　對實際步距角的作用：在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選擇不同相數的步進電機來滿足自己對步距角的要求。如果使用細分驅動器，則用戶只需在驅動器上改變細分數，就可以大幅度

44、改變實際步距角，步進電機的‘相數’對改變實際步距角的作用幾乎可以忽略不計。</p><p>　　Knowledge of the stepper motorWhat is a stepper motor Stepper motor is a kind of electrical pulses into angular displacement of the implementing agency. Pop

45、ular little lesson: When the driver receives a step pulse signal, it will drive a stepper motor to set the direction of rotation at a fixed angle (and the step angle). You can control the number of pulses to control the

46、angular displacement, so as to achieve accurate positioning purposes; the same time you can control the pulse frequency </p><p>　　Advantages and disadvantages of stepper motorAdvantages 1. The motor rota

47、tion angle is proportional to the number of pulses; 2. When the motor stopped with a maximum torque (when the winding excitation time); 3. Since the accuracy of each step in the three per cent to five per cent, and

48、 the error will not accumulate to the next step and thus has better positional accuracy and repeatability of movement; 4. Excellent response from the stop and reverse; 5. In the absence of brush, h</p><p

49、>　　High and low voltage-driven design is that no matter how the motor operating frequency, are powered by high voltage UH phase winding to improve the conduction of current cutting-edge, and in front after a low volta

50、ge UL to maintain the winding current. This role is also a drive to improve high frequency performance, but do not have series resistance Rs, eliminating additional loss. High and low drive power interface also has two i

51、nput control signals Uh and Ul, they should keep pace, and cutting</p><p>　　R is a figure for the current sampling resistor of small resistance, called the sampling resistor. When the current is not signific

52、ant, VT1 and VT2 simultaneously controlled walking pulse, when the current exceeds a given constant value, VT2 are blocked, power U is removed. As the motor windings with large inductance, this time by the freewheeling d

53、iode VD, maintain winding current, the electrical inductance of the magnetic field by the consumption of energy production efforts. At this point the</p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應