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【案例分享】两相混合式步进电机驱动平台开发进阶

2019-7-27 04:30:00

2493 步进电机电机驱动

委上级命令，开始探究步进电机。在用MCU还跌跌撞撞的小胳膊下，我还是硬着头皮接下了这个任务，本着一颗对自己无比迷恋的心，我努力开始学习步进电机。
首先得了解步进电机的种类咯，我好比如我们挑女友一样，得认清女人的类别，挑一类自己好口的进行针对性的进攻这样方可告捷啊。于是就百度啊google啊,得到以下结论:
步进电机分三种：永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HB）。

永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；

反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大，在欧美等发达国家80年代已被淘汰；

混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点，分为两相和五相，两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度，这种步进电机的应用最为广泛。

这个大家都说了混合式的步进电机有前途咯，那就混合式的了，因为前途与钱途是划等号的。目标的种类选定了，这个老大发话了：“小吴，你打算做个多大的额定电压的步进驱动？要选一个市场销售比较火的电机开发。”于是乎，我开始屁颠屁颠的往人家的电机公司网页里找。妈呀我一涉水，真TM的深，再浩瀚的网络世界中，我挑了几家衣冠比较整洁的网页装逼的瞧了瞧。越看越一头雾水，雾水有以下几滴，我一一列下：
第一滴：步进电机有的相电压为什么那么小？才几V！！它与驱动的PWM电压关系是什么？
第二滴：为什么有的步进电机有标出电压参数，而有的电机没有标出？
第三滴：为什么步进电机不像直流无刷电机一样给定一个额定电压值呢？
所以选这个步进电机也是一门学问，就如讨老婆一样，都说要对得起群众就行，还得从群众角度出发。于是去群众那弄弄明白怎么选步进电机吧。
这个网上大虾们说了步进电机的关键参数是力矩，首先要选择合适的力矩的电机，比如说你就能抱一个50公斤的东西，交了一个100公斤的女友，那就比较吃力了，搞不定她。（所以我选了一个中上力矩的电机吧，考虑到高效节能这块还是觉得用于工业的电机，力矩中上点比较有钱途）
然后就是要选择使用条件：
第一就是电压(CAO,终于见到说到电压问题了）这个与机器的使用环境等相关，可以选直流12V、24V、48V，也可以选交流24V，36V，60V，220V等等，电压的选择对电机的性能影响是：电压越高，步进电机的性能越好特别是电机的高速性能越好。（尼玛，步进电机口味真重，老少通吃的感觉，因为我主要开始一个驱动平台，自然选择电压宽带宽点的，电压往高点的走，好了关于电压心里有点数了）
第二就是电流的选择：首先得稍微理论知识补给一下，同样力矩的电机，它标定的是保持转矩，也叫静转矩指的是电机不转时，它锁定的转矩，一定程度上也反映了电机的能力。但是你会看到，即使是同样保持力矩的电机，它的电参数却有很多种，比如说，1NM的电机，它的电阻值，电流值有好多种选择，这是为什么呢？原因是这样的，这些不同电流的电机，是考虑到客户的驱动器的不同能力和不同成本的要求：电流小的，肯定它的驱动器元器件成本较低，电流大的，那么驱动器的各种元器件成本要高些。当然电流选得小了，虽然看上去电机的转矩也达到了，所付出的代价就是：这些小电流大转矩的电机，它的电阻值和电感谢量都偏大，导致电机的高速性能有所下降。这种情况主要用在客户对电机转速要求不高的情形下（通常最高只有三四百转左右）。
定电压的，即你所使用的电压指定成24V或12V，电机的电阻值一定要匹配，通常电阻值要选几十欧的，要不然电流会太大，烧掉你的驱动芯片，除非你选的芯片够大。
定电流的驱动，通常是针对一些电阻较小的电机，同时电流值会稍大一些，比如说有的是1A，2A，3A都有。电流再大的话，你就需要选一些通用的驱动器了，一般有4、3A的，6A的，只是稍贵一些。
这边我得顺一顺思想：1、电阻选大了，电机的高速性能就表现不足（这个人太重跑不动的感觉差不多）（三四百转对于我来说已经差不多了）
2、电阻既然有目标了往几十欧姆靠，这个得看驱动电流能力比较强的驱动芯片了，不然芯片就得被烧坏。