两种步进电机控制系统原理

一、步进电机控制原理（开环控制）

PLC或上位机发送脉冲频率、脉冲数量、电动机运行方向信号给到步进驱动器，步进驱动器驱动步进电动机运转，步进电动机带动机械部分运动。步进电动机没有反馈位置信号给步进驱动器。

优点：步进驱动器驱动的步进电动机的选型范围广，设置简单，易调节，较便宜。

缺点：丢步，定位不准。

共阳极接法和共阴极接法的步进电机接线图

 
步进电机驱动器的接线图及plc接线方法

步进电机接线

典型步进驱动器接线图

接线主要有3个方面：

1、电源，包括驱动器电源和脉冲方向信号电源，小型步进有的是使用同一个24电源，有的是单独给驱动配一个电源，一般是36-90V的。

2、电机接线：电机一般是AB两个绕组。对于步进电机内部结构，我会单独出一篇文章来介绍的，因为里面有些商业秘密相关的，不好展示太多。

3、信号：主要包括脉冲、方向。很多场合我们是不接使能端，这个得看你的应用场景

步进电机驱动器接线注意事项：

1、电源不要搞错，有的信号是24V，有的是5V。这是很多人不注意的地方。如果是5v的，就需要串接电阻来降压限流。

2、细分要设置好，比如设置1000个脉冲转一圈，而刚好转一圈的位移是5mm,那么你在PLC发一个脉冲移动的距离就是0.005mm.

3、电机方向，如果不想改PLC程序，那就通过把A或B绕组的随意两根线调换一下。

二、步进电机控制原理（闭环控制）

随着技术的发展，步进电动机也有安装编码器的，反馈位置信号到步进驱动器，组成闭环控制系统，也有的资料叫做步进伺服控制系统。同样PLC或上位机发送脉冲频率、脉冲数量、电动机运行方向信号给到步进驱动器，步进驱动器驱动步进电动机运转，步进电动机带动机械部分运动。

步进伺服控制系统解决了步进电机开环控制时的丢步问题，提高了定位控制的精度（由编码器分辨率决定，不会比伺服电机的精度高）。

步进电动机的种类

一、反应式步进电动机

结构简单、步距角小，转子开有牙槽，与定子上的牙槽对应。

二、永磁式步进电动机

转矩大，步距角也大，较节能。

三、混合式步进电动机

综合上面两种步进电动机的优点，输出转矩大，步距角小，能耗小，运行频率高，是现在市场上的主流步进电动机。

转子轴向最里层是稀土材料制成的永磁体，其外面包围一圈可磁化的硅钢片，硅钢片外圆开有牙槽，转子轴向两端分别为S极和N极，S极牙槽与N极牙槽错开位置，对定子产生推力和拉力。定子上也开有牙槽与转子牙槽对应。

步距角=180/（定子绕组相数*转子齿数）

 
步进驱动器的电路种类

步进驱动器是为步进电动机服务的，作用是使步进电动机产生旋转磁场，分为两种电路：

一、单极驱动器电路

步进驱动器所用的电源为直流电源，步进驱动器输出给步进电动机线圈的直流电流为单方向：如A \B\C\D。

 
步进电机定子

二、双极驱动器电路

步进驱动器所用的电源为直流电源，步进驱动器输出给步进电动机线圈的直流电流为正反方向交替：如A \B\-A\-B。

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