西門子步進電機驅動器選型及常用升降頻控制方法
發(fā)布日期:
2023-02-15

西門子步進電機的運行要有一電子裝置進行驅動,這種裝置就是步進電機驅動器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號,加以放大以驅動步進電機。

西門子步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比,控制步進脈沖信號的頻率,可以對西門子電機精確調(diào)速;控制步進脈沖的個數(shù),可以對電機精確定位。因此典型的步進電機驅動控制系統(tǒng)主要由三部分組成:

1、驅動器:脈沖分配、電流放大。

2、步進控制器:人機接口、運動規(guī)劃、I/O控制。

3、步進電機:驅動負載。

可參考以下步進驅動器選型指南:

驅動器的電流:電流是判斷驅動器驅動能力大小的依據(jù),通常驅動器更大額定電流不能大于電機的額定電流。驅動器輸出電流設定決定電機的力矩,電流設定值越大時,電機輸出力矩越大,但電流設定過大時電機和驅動器的發(fā)熱也比較嚴重。通常的設定方式采用步進電機額定電流值作為參考、但實際應用中的更佳值應在些基礎上調(diào)整。驅動器的電流主要規(guī)格有:2.0A、3.0A、4.0A、6.0A、8.0A等。

驅動器的供電電壓:驅動器的輸入電壓的高低決定電機的高速性能。供電電壓越高,電機高速時力矩越大,越能避免高速進失步。但電壓過高會導致驅動器過壓保護,電機發(fā)熱較多,可能導致驅動器損壞。在高壓下工作時,電機低速運動的振動會大一些。常規(guī)輸入電壓有 24VDC,48VDC等。

驅動器的細分:步進電機驅動器的工作模式有整步、半步、細分,主要區(qū)別在于電機線圈電流的控制精度。通常步進電機都有低頻振動的特點,通過細分設置可以改善電機低速運行的平穩(wěn)性。

西門子步進電機常用的升降頻控制的三種方法:

(1) 指數(shù)曲線升降頻。這種方法是從步進電機的矩頻特性出發(fā),根據(jù)轉矩隨頻率的變化規(guī)律推導出來的。它符合步進電機加減速過程的運動規(guī)律,能充分利用步進電機的有效轉矩,快速響應性能較好,升降時間短。指數(shù)升降控制具有較強的跟蹤能力,但當速度變化較大時平衡性較差,一般適用于跟蹤響應要求較高的切削加工中。

(2) 直線升降頻。這種方法是以恒定的加速度進行升降,平穩(wěn)性好,適用于速度變化較大的快速定位方式。加速時間雖然長,但軟件實現(xiàn)比較簡單。

(3) 拋物線升降頻。拋物線升降頻將直線升降頻和指數(shù)曲線升降頻融為一體,充分利用步進電機低速時的有效轉矩,使升降速的時間大大縮短,同時又具有較強的跟蹤能力,這是一種比較好的方法。

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