步进电机是一种能够转换电脉冲为机械运动的执行器,广泛应用于数控机床、电子计算机、通讯设备、仪器仪表等领域。而步进电机的细分则是指在每个步进驱动脉冲中细分出多个微步进,从而提高电机的转动精度和稳定性。下面将从四个方面详细介绍步进电机细分的相关概念和作用。
步进电机的转动是通过发出脉冲让电机驱动器将电机向前推动固定的步数,当脉冲数增加时,电机转移的角度也变小,在同样的转动时间内,机械转角就会更精准。通俗地说,步进电机的细分就是在每一步的基础上,再次进行分割,控制电机产生更小的角度转动,从而提升转动的精度。
步进电机的细分可以提供更精确的转动步骤,使电机在旋转时更加平稳和稳定,降低了振动和噪音,同时增加了电机的最高速度和转动精度,可直接减少负载环境下的抖动和步进电机的共振现象。
另外,步进电机细分的优势也体现在其允许控制器更加容易地驱动电机,因为驱动器不需要直接控制电机的速度和位置,而是通过控制一组微步来控制电机的位置,同时也可以减小因磁导率波动而引入的定位误差,从而减少了误差产生的可能性。
在步进电机控制中,细分方式有三种常规的工作模式:全步进模式、半步进模式和微步进模式。全步进模式是最常用的模式,它不对步进脉冲进行细分,在一次步进操作中进行一步转动,简单可靠,输出扭矩大,但分辨率较低。半步进模式将每个步进分为两个微步分别控制,可以实现更高的分辨率和更小的步进角,但输出功率变小,同时可能引起共振。微步进模式是更高级别的运转模式,在每个步进脉冲中细分出多个微步,步进角变得非常小,虽然驱动力变小,但精度更高。
细分对于精密进给系统、CNC机床、机器人、高清数字摄影设备等高精度控制的设备是非常有用的。以CNC机床为例,其控制系统中需要进行极高精度的加工,因此必须使用能够实现高分辨率和高精度的步进电机,否则加工精度和速度都会受到影响。在微步细分控制下,步进电机就能够让它更准确地分解成小步骤,而且可控性更强,从而可以实现设备的高精度运转。