西門子步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào),加以放大以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
西門子步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比,控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率,可以對(duì)西門子電機(jī)精確調(diào)速;控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù),可以對(duì)電機(jī)精確定位。因此典型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由三部分組成:
1、驅(qū)動(dòng)器:脈沖分配、電流放大。
2、步進(jìn)控制器:人機(jī)接口、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、I/O控制。
3、步進(jìn)電機(jī):驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
可參考以下步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器選型指南:
驅(qū)動(dòng)器的電流:電流是判斷驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)能力大小的依據(jù),通常驅(qū)動(dòng)器更大額定電流不能大于電機(jī)的額定電流。驅(qū)動(dòng)器輸出電流設(shè)定決定電機(jī)的力矩,電流設(shè)定值越大時(shí),電機(jī)輸出力矩越大,但電流設(shè)定過大時(shí)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱也比較嚴(yán)重。通常的設(shè)定方式采用步進(jìn)電機(jī)額定電流值作為參考、但實(shí)際應(yīng)用中的更佳值應(yīng)在些基礎(chǔ)上調(diào)整。驅(qū)動(dòng)器的電流主要規(guī)格有:2.0A、3.0A、4.0A、6.0A、8.0A等。
驅(qū)動(dòng)器的供電電壓:驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓的高低決定電機(jī)的高速性能。供電電壓越高,電機(jī)高速時(shí)力矩越大,越能避免高速進(jìn)失步。但電壓過高會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器過壓保護(hù),電機(jī)發(fā)熱較多,可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器損壞。在高壓下工作時(shí),電機(jī)低速運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)會(huì)大一些。常規(guī)輸入電壓有 24VDC,48VDC等。
驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作模式有整步、半步、細(xì)分,主要區(qū)別在于電機(jī)線圈電流的控制精度。通常步進(jìn)電機(jī)都有低頻振動(dòng)的特點(diǎn),通過細(xì)分設(shè)置可以改善電機(jī)低速運(yùn)行的平穩(wěn)性。
西門子步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)的矩頻特性出發(fā),根據(jù)轉(zhuǎn)矩隨頻率的變化規(guī)律推導(dǎo)出來的。它符合步進(jìn)電機(jī)加減速過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,能充分利用步進(jìn)電機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩,快速響應(yīng)性能較好,升降時(shí)間短。指數(shù)升降控制具有較強(qiáng)的跟蹤能力,但當(dāng)速度變化較大時(shí)平衡性較差,一般適用于跟蹤響應(yīng)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(jìn)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(shí)間雖然長,但軟件實(shí)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(jìn)電機(jī)低速時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩,使升降速的時(shí)間大大縮短,同時(shí)又具有較強(qiáng)的跟蹤能力,這是一種比較好的方法。