文章標(biāo)題：經(jīng)驗(yàn)之談：兩相步進(jìn)電機(jī)接線方法和電流設(shè)定問題
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| 作者：liuzhong 發(fā)表時(shí)間：2008-12-14 22:04:10 |
有好多網(wǎng)友在使用兩相步進(jìn)電機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩小，或達(dá)不到額定標(biāo)稱的轉(zhuǎn)矩值，只好加大步進(jìn)電機(jī)的尺寸和標(biāo)稱電流，以滿足動(dòng)力要求。其實(shí)有的時(shí)候并不是電機(jī)的問題，而是在步進(jìn)電機(jī)選擇或驅(qū)動(dòng)器工作電流的設(shè)定上有不妥之處，沒有發(fā)揮出步進(jìn)電機(jī)的****效率。
首先，從驅(qū)動(dòng)器方面考慮，目前大多數(shù)兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器是采用全橋輸出的四線接法，如果兩相步進(jìn)電機(jī)也是四線的，驅(qū)動(dòng)器按照電機(jī)的標(biāo)稱電流設(shè)定，應(yīng)該說是正確的，而且效率****，輸出轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到****值。目前，新生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)大多是這種形式的。而目前網(wǎng)友大多是買的二手早期生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)，多是兩相六線制的（四組兩對串聯(lián)線圈，每對有中心抽頭），還有少量八線制的（四組兩對獨(dú)立線圈）。
兩相六線制步進(jìn)電機(jī)有兩種接法，第一種是舍棄中心抽頭接兩端，實(shí)際就是將每組的兩個(gè)相線圈串聯(lián)起來使用，電機(jī)堵轉(zhuǎn)矩大和效率高些，但是高速性能差。第二種是接中心抽頭和一端，這種接法電機(jī)高速性能好些，但是每相有一組線圈空閑，堵轉(zhuǎn)矩小和效率低些。目前網(wǎng)友大多是采用第一種接線方法。這就出現(xiàn)一個(gè)問題，兩相驅(qū)動(dòng)器的電流到底應(yīng)該設(shè)置多大正確，一般還都是按電機(jī)標(biāo)稱電流值來設(shè)定，這就出現(xiàn)了前面提到的電機(jī)效率問題。
一般步進(jìn)電機(jī)標(biāo)注的電流是相電流（或電阻），就是每組線圈的電流值（或電阻），如果兩相六線制步進(jìn)電機(jī)采用第一種接法，相當(dāng)于將兩組線圈串聯(lián)起來，那么其每相電阻加大，額定工作電流減小，即使驅(qū)動(dòng)器設(shè)置成標(biāo)稱電流也達(dá)不到各相的額定輸出值。所以在選用驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)時(shí)出現(xiàn)電流匹配問題。正確的方法是應(yīng)將驅(qū)動(dòng)器的輸出電流設(shè)定為步進(jìn)電機(jī)額定相電流的0.7倍（也不是通常認(rèn)為串聯(lián)起來的電流減半）。舉例，比如一個(gè)帶中心抽頭的兩相步進(jìn)電機(jī)，標(biāo)稱電流是3A，驅(qū)動(dòng)器電流應(yīng)該設(shè)定為3*0.7＝2.1A。所以就出現(xiàn)你盡管選了3A的步進(jìn)電機(jī)，實(shí)際上它的功率相當(dāng)于兩相四線制的2.1A步進(jìn)電機(jī)。
再談?wù)劙司�制的步進(jìn)電機(jī)接法，也有兩種，第一種是將每兩組線圈串聯(lián)使用，這樣驅(qū)動(dòng)器的電流也是設(shè)定為電機(jī)相電流的0.7倍，這種接法電機(jī)發(fā)熱量小，但是高轉(zhuǎn)速性能差些。第二種接法是將每兩組線圈并聯(lián)使用，驅(qū)動(dòng)器的電流設(shè)定為電機(jī)相電流的1.4倍，其優(yōu)點(diǎn)是高轉(zhuǎn)速性能好些，但是電機(jī)發(fā)熱量大，但是步進(jìn)電機(jī)有點(diǎn)溫度是正常的，只要低于電機(jī)的消磁溫度就行，一般步進(jìn)電機(jī)的消磁溫度在105度左右。
所以在你有了輸出電流不可調(diào)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（指兩相全橋輸出驅(qū)動(dòng)器，如網(wǎng)友常用的TA8435，TB6560、A3977等驅(qū)動(dòng)芯片）后，如何選用步進(jìn)電機(jī)很重要，如果你的驅(qū)動(dòng)器是2A的，盡量選用兩相四線制2A的電機(jī)（如二手的日本東方電機(jī)大多是這種）如果你選用兩相六線制電機(jī)，就要選標(biāo)稱相電流為2 / 0.7＝2.9A（大約）的電機(jī)。這樣才能更好地發(fā)揮驅(qū)動(dòng)器的作用。
不過你要是選用的驅(qū)動(dòng)器是半橋輸出（如SLA7062M、SLA7026等驅(qū)動(dòng)芯片），那只能接兩相六線制電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器的電流和電機(jī)標(biāo)稱電流是一致的。不過這種驅(qū)動(dòng)器目前很少，效率低。
對于六線和八線步進(jìn)電機(jī)相線圈采用并聯(lián)工作，可以發(fā)揮出****的輸出轉(zhuǎn)矩和表現(xiàn)出很好的動(dòng)力性能，六線電機(jī)是無法接成并聯(lián)形式的，實(shí)際已經(jīng)在內(nèi)部串聯(lián)起來了，串聯(lián)的公共端是中心抽頭。只有八線電機(jī)的相線圈是可以并聯(lián)使用的。如果能將電機(jī)后蓋打開，看一下里邊的接線結(jié)構(gòu)，是可以進(jìn)行改動(dòng)的，使六線電機(jī)變成八線電機(jī)，這樣就可以并聯(lián)使用了，但不是所有的六線電機(jī)都能改制，只有從電機(jī)后面看到的連線接頭形式的可以改動(dòng)，而有的電機(jī)是焊盤接頭，改制就需要高超的技術(shù)了。我已經(jīng)改制了幾個(gè)步進(jìn)電機(jī)，即串聯(lián)也可以并聯(lián)使用，并聯(lián)使用時(shí)相電流是原來的1.4倍，高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能大大提高，轉(zhuǎn)矩也提高不少。我在另外一個(gè)帖子有詳細(xì)的改制方法介紹，可見對于電控部分步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的電路設(shè)計(jì)使用，有的網(wǎng)友不是很注意發(fā)揮其****效果，一味追求高價(jià)位和大電流，追求高速度。其實(shí)里邊有很大的潛力能開發(fā)和利用，一個(gè)是你要認(rèn)真計(jì)算一下機(jī)器載荷，到底需要多大的轉(zhuǎn)矩和速度，盡管你的驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)選的都很大，但是其效果沒有發(fā)揮出來，另外，你的速度也不要追求過高，想想實(shí)際加工過程中，你DIY機(jī)器的的進(jìn)刀量又能有多大（要取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)、刀具及加工材料材質(zhì)），速度高了也用不上，就像DIY雕刻機(jī)的機(jī)架一樣，其機(jī)架的剛度并不是靠加大材料的重量和厚度來提高的，而是靠結(jié)構(gòu)，一些網(wǎng)友做的小小的雕刻機(jī)竟有幾百公斤重，都是用20mm甚至更厚的鋼板做成，其實(shí)是一種很大的浪費(fèi)，使用搬動(dòng)也不方便，如果采用型材或者加工成筋骨結(jié)構(gòu)，在保證剛度不變的情況下，重量可以減輕一大半。電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器也是同樣，做好匹配可以達(dá)到事半功倍的效果，省錢省力。
附錄三洋57型雙軸頭兩相六線電機(jī)改造方法
我的步進(jìn)電機(jī)是采用的三洋57型雙軸頭兩相四線電機(jī)（帶中心抽頭），相電流2.9A。考慮到最 |
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