如何控制步进电机速度(即,如何计算脉冲频率):
两相步进电机介绍:
实际步进电机控制很简单,应用都是傻瓜了,厂家做好步进电机的驱动器,步进电机如何工作由驱动器来控制,我们不需要对步进电机做深入的了解,只要知道步进电机驱动器的应用方法即可。当然简单的步进电机工作特性,还是必须知道的,下面我会介绍!
细分的作用:
两相步进电机,基本步距角1.8度,即:200个脉冲电机转一圈,称之为整步。
可以在步进电机的驱动器上设定细分数,其作用是:
设置为2细分(也称为半步)时,则步距角为0.9度,400个脉冲转一圈。
设置为4细分时,则步距角为0.45度,800个脉冲转一圈。
设置为8细分时,则步距角为0.225度,1600个脉冲转一圈。
细分数越高,上位机发一个脉冲走的长度越小,精度越高!这个很好理解,一个脉冲走10毫米,10%误差时,一个脉冲误差1毫米,一个脉冲走1毫米,同样是10%误差时,一个脉冲误差0.1毫米。
当然,我们不可能把细分数设的很大,达到每个脉冲行走的长度特别小的目的。
您记住两相步进电机200个脉冲转一圈就行了!细分越大,步进电机转一圈的脉冲数越大!
如果想让步进机以每分钟600转的速度,行走400毫米,我们如何计算上位机需要发出的脉冲数及脉冲频率?
如何控制步进电机速度(即,如何计算脉冲频率):
假定设置为四细分数,电机转一圈所需要的脉冲数即为800个,要实现步进电机600转/分的转速,上位机应该发送的脉冲频率计算方法:
频率的概念是一秒钟的时间发送的脉冲个数
所以,先计算步进电机每秒钟的转数
600/60=10转/秒
再计算10转/秒需要的脉冲数
10 X 800 = 8000个
即脉冲频率为 8000 ,也就是8K
结论,为了实现步进电机600转/分的转速,上位机应该保持8K的脉冲输出频率
现在您明白了吧?为了计算脉冲频率必须知道的两个前提条件是:
1、知道步进电机转一圈需要的脉冲数;
2、知道步进电机的转速,转速单位是:转/
如何计算步进电机所需要的脉冲数:
假定设置为四细分数,电机转一圈所需要的脉冲数即为800个,要实现步进电机行走400毫米的距离,上位机应该发送的脉冲个数计算方法:
如果步进电机输出轴与丝杠(螺距:10mm )直连,或是通过皮带轮传动,轮周长10mm. 即,步进电机转一圈,机械的行走长度为10mm。
电机转一圈的脉冲数为800,那么一个脉冲行走的长度:
10mm / 800 = 0.0125 mm
行走400mm所需要脉冲个数:
400 / 0.0125 = 32000个脉冲
结论,为了实现步进电机行走400毫米的距离,上位机应该发送的脉冲个数为32000 。
现在您明白了吧?为了计算脉冲个数必须知道的三个前提条件是:
1、知道步进电机转一圈需要的脉冲数;
2、知道步进电机转一圈的行走长度;
3、知道步进电机需要行走的总长度;
如果我们想提高精度,可以提高细分数,如果把细分设为64 电机转一圈所需要脉冲数即为:
64 X 200 =12800个
一个脉冲行走的长度就是:
10mm / 12800 = 0.00078 mm
行走400mm所需要脉冲个数:
400 / 0.00078 = 512000 个
要实现600转/分的速度,上位机应该发送的脉冲频率即为:
( 600 / 60 ) X 12800 = 128000
即:128K
当我们知道了上位机应该发送的脉冲频率和脉冲数,是不是就可以直接用上位机发送相应的脉冲频率,相应的脉冲个数,步进电机就按600转/分的速度,行走400毫米的长度呢?没这么简单,做的不好,步进电机也许会丢步或超步!造成步进电机行走长度不精确,这是为什么呢?
上图是一个平面的步进电机简要动作示意图,我以大白话的方式简单的描述步进电机工作原理:
当上位机发一个脉冲给步进电机时,定子线圈带电产生磁场,磁场带到转子从 1 的位置运动到 2 的位置后停止,当下一个脉冲到来时,再从 2 的位置运动到 3 的位置,上位机连续发三个脉冲,步进电机就连续走三个位置后停止。
因为定子的每个位置的间距是固定的,所以,步进电机每走一步的长度也是固定相等的。利用步进电机的这个特点,就可以实现精度的行走长度控制!
知道脉冲频率计算脉冲周期的方法为:
比如脉冲频率为 50 HZ,就是一秒种发出50个脉冲,每个脉冲占用的时间就是脉冲周期,计算公式:
脉冲周期 = 1 秒 / 脉冲频率 = 1 / 50 = 0.02 秒(S)
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