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电机驱动器细分的工作原因以及对电机性能的影响(LHL)
2024年11月23日
  1. 基本概念

    • 电机驱动器细分是一种控制技术,主要应用于步进电机驱动器。细分是指将电机的一个步距角(电机转子每一步旋转的角度)细分成更小的单位来进行控制。例如,一个步进电机的步距角为 1.8°,如果驱动器设置为 2 细分,那么电机的实际步距角就变为 1.8°÷2 = 0.9°;如果设置为 4 细分,实际步距角则为 1.8°÷4 = 0.45°。通过这种方式,可以使电机的运动更加平滑,定位精度更高。

  2. 工作原理

    • 从驱动器的内部电路来看,细分是通过控制电机绕组中的电流来实现的。以两相步进电机为例,正常情况下,电机的绕组是按照整步距的方式通电,使转子旋转一个步距角。在细分模式下,驱动器会根据细分设置,将原本一次性施加的电流按照一定的比例和时间顺序分步施加到电机绕组上。比如在 2 细分时,原本一步完成的电流变化过程会被分成两步来完成,这样就使得转子的旋转角度也被细分,从而达到更小的步距角。

  3. 对电机性能的影响

    • 精度方面:细分能够显著提高电机的定位精度。在一些需要精确位置控制的应用中,如 3D 打印设备、精密仪器的移动平台等,通过增加细分倍数,可以使电机更精准地到达目标位置。例如,在 3D 打印喷头的移动控制中,更高的细分设置可以使喷头在打印复杂模型时,能够更准确地定位在每个打印点上,从而提高打印质量。

    • 运行平滑度方面:细分可以让电机的运行更加平滑。没有细分或者细分倍数较低时,电机的转动可能会出现明显的跳动感,尤其是在低速运行时。这是因为步距角较大,电机每一步的动作比较明显。而采用细分技术后,步距角变小,电机的转动更加连续,减少了振动和噪声。例如,在激光切割设备中,平滑的电机运动可以确保激光头的稳定移动,提高切割精度和质量。

    • 扭矩方面:一般来说,细分倍数越高,电机在每一步所产生的扭矩相对越小。这是因为随着细分,电流的分步施加使得每个细分步的驱动力量变小。在实际应用中,需要根据负载的要求来合理设置细分倍数。如果细分倍数过高,而负载又需要较大的扭矩来驱动,电机可能会出现失步现象,无法正常运行。例如,在驱动较重的机械臂时,如果细分倍数设置不合理,电机可能无法提供足够的扭矩来带动机械臂运动。


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