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電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分的工作原因以及對(duì)電機(jī)性能的影響(LHL)
2024年11月23日
  1. 基本概念

    • 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分是一種控制技術(shù),主要應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。細(xì)分是指將電機(jī)的一個(gè)步距角(電機(jī)轉(zhuǎn)子每一步旋轉(zhuǎn)的角度)細(xì)分成更小的單位來進(jìn)行控制。例如,一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的步距角為 1.8°,如果驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為 2 細(xì)分,那么電機(jī)的實(shí)際步距角就變?yōu)?1.8°÷2 = 0.9°;如果設(shè)置為 4 細(xì)分,實(shí)際步距角則為 1.8°÷4 = 0.45°。通過這種方式,可以使電機(jī)的運(yùn)動(dòng)更加平滑,定位精度更高。

  2. 工作原理

    • 從驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部電路來看,細(xì)分是通過控制電機(jī)繞組中的電流來實(shí)現(xiàn)的。以兩相步進(jìn)電機(jī)為例,正常情況下,電機(jī)的繞組是按照整步距的方式通電,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。在細(xì)分模式下,驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)細(xì)分設(shè)置,將原本一次性施加的電流按照一定的比例和時(shí)間順序分步施加到電機(jī)繞組上。比如在 2 細(xì)分時(shí),原本一步完成的電流變化過程會(huì)被分成兩步來完成,這樣就使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度也被細(xì)分,從而達(dá)到更小的步距角。

  3. 對(duì)電機(jī)性能的影響

    • 精度方面:細(xì)分能夠顯著提高電機(jī)的定位精度。在一些需要精確位置控制的應(yīng)用中,如 3D 打印設(shè)備、精密儀器的移動(dòng)平臺(tái)等,通過增加細(xì)分倍數(shù),可以使電機(jī)更精準(zhǔn)地到達(dá)目標(biāo)位置。例如,在 3D 打印噴頭的移動(dòng)控制中,更高的細(xì)分設(shè)置可以使噴頭在打印復(fù)雜模型時(shí),能夠更準(zhǔn)確地定位在每個(gè)打印點(diǎn)上,從而提高打印質(zhì)量。

    • 運(yùn)行平滑度方面:細(xì)分可以讓電機(jī)的運(yùn)行更加平滑。沒有細(xì)分或者細(xì)分倍數(shù)較低時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可能會(huì)出現(xiàn)明顯的跳動(dòng)感,尤其是在低速運(yùn)行時(shí)。這是因?yàn)椴骄嘟禽^大,電機(jī)每一步的動(dòng)作比較明顯。而采用細(xì)分技術(shù)后,步距角變小,電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)更加連續(xù),減少了振動(dòng)和噪聲。例如,在激光切割設(shè)備中,平滑的電機(jī)運(yùn)動(dòng)可以確保激光頭的穩(wěn)定移動(dòng),提高切割精度和質(zhì)量。

    • 扭矩方面:一般來說,細(xì)分倍數(shù)越高,電機(jī)在每一步所產(chǎn)生的扭矩相對(duì)越小。這是因?yàn)殡S著細(xì)分,電流的分步施加使得每個(gè)細(xì)分步的驅(qū)動(dòng)力量變小。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)負(fù)載的要求來合理設(shè)置細(xì)分倍數(shù)。如果細(xì)分倍數(shù)過高,而負(fù)載又需要較大的扭矩來驅(qū)動(dòng),電機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象,無法正常運(yùn)行。例如,在驅(qū)動(dòng)較重的機(jī)械臂時(shí),如果細(xì)分倍數(shù)設(shè)置不合理,電機(jī)可能無法提供足夠的扭矩來帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)。


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