如何控制步進電機速度(即,如何計算脈衝頻率):

兩相步進電機介紹:

實際步進電機控制很簡單,應用都是傻瓜了,廠家做好步進電機的驅動器,步進電機如何工作由驅動器來控制,我們不需要對步進電機做深入的瞭解,只要知道步進電機驅動器的應用方法即可。當然簡單的步進電機工作特性,還是必須知道的,下面我會介紹!

細分的作用:

兩相步進電機,基本步距角1.8度,即:200個脈衝電機轉一圈,稱之爲整步。

可以在步進電機的驅動器上設定細分數,其作用是:

設置爲2細分(也稱爲半步)時,則步距角爲0.9度,400個脈衝轉一圈。

設置爲4細分時,則步距角爲0.45度,800個脈衝轉一圈。

設置爲8細分時,則步距角爲0.45度,1600個脈衝轉一圈。

細分數越高,上位機發一個脈衝走的長度越小,精度越高!這個很好理解,一個脈衝走10毫米,10%誤差時,一個脈衝誤差1毫米,一個脈衝走1毫米,同樣是10%誤差時,一個脈衝誤差0.1毫米。

當然,我們不可能把細分數設的很大,達到每個脈衝行走的長度特別小的目的。

您記住兩相步進電機200個脈衝轉一圈就行了!細分越大,步進電機轉一圈的脈衝數越大!

 

如果想讓步進機以每分鐘600轉的速度,行走400毫米,我們如何計算上位機需要發出的脈衝數及脈衝頻率?

如何控制步進電機速度(即,如何計算脈衝頻率):

假定設置爲四細分數,電機轉一圈所需要的脈衝數即爲800個,要實現步進電機600轉/分的轉速,上位機應該發送的脈衝頻率計算方法:

頻率的概念是一秒鐘的時間發送的脈衝個數

所以,先計算步進電機每秒鐘的轉數

600/60=10轉/秒

再計算10轉/秒需要的脈衝數

10 X 800 = 8000個

即脈衝頻率爲 8000 ,也就是8K

結論,爲了實現步進電機600轉/分的轉速,上位機應該保持8K的脈衝輸出頻率

現在您明白了吧?爲了計算脈衝頻率必須知道的兩個前提條件是:

1、知道步進電機轉一圈需要的脈衝數;

2、知道步進電機的轉速,轉速單位是:轉/

如何計算步進電機所需要的脈衝數:

假定設置爲四細分數,電機轉一圈所需要的脈衝數即爲800個,要實現步進電機行走400毫米的距離,上位機應該發送的脈衝個數計算方法:

如果步進電機輸出軸與絲槓(螺距:10mm )直連,或是通過皮帶輪傳動,輪周長10mm. 即,步進電機轉一圈,機械的行走長度爲10mm。

電機轉一圈的脈衝數爲800,那麼一個脈衝行走的長度:

10mm / 800 = 0.0125 mm

行走400mm所需要脈衝個數:

400 / 0.0125 = 32000個脈衝

結論,爲了實現步進電機行走400毫米的距離,上位機應該發送的脈衝個數爲32000 。

現在您明白了吧?爲了計算脈衝個數必須知道的三個前提條件是:

1、知道步進電機轉一圈需要的脈衝數;

2、知道步進電機轉一圈的行走長度;

3、知道步進電機需要行走的總長度;

如果我們想提高精度,可以提高細分數,如果把細分設爲64 電機轉一圈所需要脈衝數即爲:

64 X 200 =12800個

一個脈衝行走的長度就是:

10mm / 12800 = 0.00078 mm

行走400mm所需要脈衝個數:

400 / 0.00078 = 512000 個

要實現600轉/分的速度,上位機應該發送的脈衝頻率即爲:

( 600 / 60 ) X 12800 = 128000

即:128K

當我們知道了上位機應該發送的脈衝頻率和脈衝數,是不是就可以直接用上位機發送相應的脈衝頻率,相應的脈衝個數,步進電機就按600轉/分的速度,行走400毫米的長度呢?沒這麼簡單,做的不好,步進電機也許會丟步或超步!造成步進電機行走長度不精確,這是爲什麼呢?

上圖是一個平面的步進電機簡要動作示意圖,我以大白話的方式簡單的描述步進電機工作原理:

當上位機發一個脈衝給步進電機時,定子線圈帶電產生磁場,磁場帶到轉子從 1 的位置運動到 2 的位置後停止,當下一個脈衝到來時,再從 2 的位置運動到 3 的位置,上位機連續發三個脈衝,步進電機就連續走三個位置後停止。

因爲定子的每個位置的間距是固定的,所以,步進電機每走一步的長度也是固定相等的。利用步進電機的這個特點,就可以實現精度的行走長度控制!

知道脈衝頻率計算脈衝週期的方法爲:

比如脈衝頻率爲 50 HZ,就是一秒種發出50個脈衝,每個脈衝佔用的時間就是脈衝週期,計算公式:

脈衝週期 = 1 秒 / 脈衝頻率 = 1 / 50 = 0.02 秒(S)

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