SEW電(dian)機的(de)工(gong)作原(yuan)理(li)為(wei)您(nin)解(jie)析

SEW電機的(de)工(gong)作原(yuan)理(li)為(wei)您(nin)解(jie)析
下(xia)面我們(men)從SEW電機工(gong)作原(yuan)理(li)、軟(ruan)件(jian)設計、驅(qu)動電(dian)路分析幾方面進(jin)行(xing)解析：
1. SEW電(dian)機的(de)工(gong)作原(yuan)理(li)
該步(bu)進電(dian)機為(wei)壹(yi)四相步(bu)進電(dian)機，采(cai)用單(dan)極(ji)性直流電(dian)源供電。只(zhi)要(yao)對(dui)步(bu)進電(dian)機的(de)各(ge)相繞組按(an)合適的(de)時序(xu)通(tong)電，就(jiu)能使步(bu)進電(dian)機步(bu)進轉動。圖1是(shi)該四相反應式(shi)步(bu)進電(dian)機工(gong)作原(yuan)理(li)示意(yi)圖
SEW電機開始時，開關SB接通(tong)電源，SA、SC、SD斷(duan)開，B相磁(ci)極(ji)和(he)轉子0、3號(hao)齒對(dui)齊(qi)，同時，轉子的(de)1、4號(hao)齒就(jiu)和(he)C、D相繞組磁(ci)極(ji)產(chan)生(sheng)錯(cuo)齒，2、5號(hao)齒就(jiu)和(he)D、A相繞組磁(ci)極(ji)產(chan)生(sheng)錯(cuo)齒。
當(dang)開關SC接通(tong)電源，SB、SA、SD斷(duan)開時，由(you)於(yu)C相繞組的(de)磁(ci)力線(xian)和(he)1、4號(hao)齒之(zhi)間(jian)磁(ci)力線(xian)的(de)作用，使(shi)轉子轉動，1、4號(hao)齒和(he)C相繞組的(de)磁(ci)極(ji)對(dui)齊(qi)。而(er)0、3號(hao)齒和(he)A、B相繞組產(chan)生(sheng)錯(cuo)齒，2、5號(hao)齒就(jiu)和(he)A、D相繞組磁(ci)極(ji)
產(chan)生(sheng)錯(cuo)齒。依(yi)次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則(ze)轉子會(hui)沿著A、B、C、D方向轉動。
SEW電(dian)機按(an)照通電順序的(de)不同，可(ke)分為(wei)單(dan)四拍(pai)、雙四拍(pai)、八拍(pai)三種工(gong)作方式(shi)。單(dan)四拍(pai)與(yu)雙四拍(pai)的(de)步(bu)距角相等，但單(dan)四拍(pai)的(de)轉動力矩(ju)小(xiao)。八拍(pai)工(gong)作方式(shi)的(de)步(bu)距角是(shi)單四拍(pai)與(yu)雙四拍(pai)的(de)壹半(ban)，因(yin)此，八(ba)拍(pai)工(gong)作方式(shi)既可(ke)以(yi)保持較高的(de)轉動力矩(ju)又(you)可(ke)以(yi)提(ti)高控(kong)制精度。
單四拍(pai)、雙四拍(pai)與(yu)八(ba)拍(pai)工(gong)作方式(shi)的(de)電源通(tong)電(dian)時序(xu)與(yu)波(bo)形分別如(ru)圖、b、c所示：?]
SEW電(dian)機工(gong)作時序(xu)波(bo)形圖
SEW電機驅(qu)動器(qi)系統(tong)電(dian)路原理圖
T89C2051將(jiang)控(kong)制脈(mai)沖從P1口的(de)～輸出，經74LS14反相後進(jin)入9014，經9014放(fang)大(da)後控制光電開關，光電隔(ge)離(li)後(hou)，由(you)功率管TIP122將(jiang)脈(mai)沖信(xin)號(hao)進行(xing)電壓和(he)電(dian)流放(fang)大(da)，驅(qu)動步(bu)進電(dian)機的(de)各(ge)相繞組。使(shi)步(bu)進電(dian)機隨著不同的(de)脈(mai)沖信(xin)號(hao)分別作正(zheng)轉、反轉、加(jia)速、減速和(he)停(ting)止等動作(zuo)。圖中L1為(wei)步(bu)進電(dian)機的(de)壹相繞組。AT89C2051選(xuan)用頻(pin)率22MHz的(de)晶振(zhen)，選(xuan)用較(jiao)高晶(jing)振(zhen)的(de)目(mu)的(de)是(shi)為(wei)了(le)在(zai)方式(shi)2下(xia)盡(jin)量減小(xiao)AT89C2051對(dui)上位(wei)機脈(mai)沖信(xin)號(hao)周(zhou)期的(de)影(ying)響(xiang)。
SEW電機的(de)RL1～RL4為(wei)繞(rao)組內(nei)阻，50Ω電(dian)阻是(shi)壹外(wai)接電(dian)阻，起(qi)限(xian)流作(zuo)用，也(ye)是(shi)壹個(ge)改(gai)善(shan)回路時間(jian)常數(shu)的(de)元件(jian)。D1～D4為(wei)續(xu)流二極(ji)管，使電機繞組產(chan)生(sheng)的(de)反電動勢(shi)通過(guo)續(xu)流二極(ji)管(D1～D4)而衰減(jian)掉(diao)，從而保護了(le)功(gong)率管TIP122不受(shou)損(sun)壞。
在(zai)SEW電機外接電(dian)阻上並(bing)聯壹個200μF電(dian)容，可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)註入步(bu)進電(dian)機繞組的(de)電流脈(mai)沖前沿，提(ti)高了(le)步(bu)進電(dian)機的(de)高頻(pin)性能(neng)。與(yu)續(xu)流二極(ji)管串聯(lian)的(de)200Ω電阻可(ke)減(jian)小(xiao)回路的(de)放(fang)電(dian)時間(jian)常數(shu)，使(shi)繞(rao)組中電流脈(mai)沖的(de)後沿變陡(dou)，電(dian)流下(xia)降時間(jian)變小(xiao)，也起(qi)到(dao)提(ti)高高頻(pin)工(gong)作性(xing)能(neng)的(de)作用。
SEW電(dian)機驅(qu)動方法，以消(xiao)除力距不斷(duan)變化(hua)引起(qi)滯(zhi)後角的(de)問(wen)題(ti)。
電(dian)機驅(qu)動也(ye)廣泛(fan)應用到(dao)更多(duo)的(de)領(ling)域(yu)中。比如(ru)說醫(yi)療儀器及(ji)設(she)備、計算(suan)機外設及(ji)海(hai)量存(cun)儲(chu)設備(bei)、精密(mi)儀器、工(gong)業(ye)控制系統(tong)、辦公自(zi)動化(hua)、機器人等領(ling)域(yu)，特(te)別適合(he)要(yao)求運(yun)行平穩、低噪音、響應快(kuai)、使(shi)用壽(shou)命長(chang)、高輸(shu)出扭矩的(de)應用場合(he)。
SEW電(dian)機是(shi)壹種將(jiang)電(dian)脈(mai)沖轉化為(wei)角位(wei)移(yi)的(de)執行(xing)機構(gou)。當(dang)步(bu)進驅(qu)動器(qi)接收(shou)到(dao)壹(yi)個(ge)脈(mai)沖信(xin)號(hao)，它(ta)就驅(qu)動步(bu)進電(dian)機按(an)設定的(de)方向轉動壹(yi)個固定的(de)角度(稱為(wei)“步(bu)距角”)，它(ta)的(de)旋轉是(shi)以固定的(de)角度壹步(bu)壹步(bu)運(yun)行的(de)。可(ke)以(yi)通過(guo)控制脈(mai)沖個(ge)數來(lai)控制角位(wei)移(yi)量，從而達(da)到(dao)準確定位(wei)的(de)目(mu)的(de);同時可(ke)以(yi)通過(guo)控制脈(mai)沖頻(pin)率來控制電機轉動的(de)速度和(he)加(jia)速度，從而達(da)到(dao)調速(su)和(he)定(ding)位(wei)的(de)目(mu)的(de)。
SEW電機細分驅(qu)動時，繞(rao)組電(dian)流不是(shi)壹個(ge)方波(bo)而是(shi)階(jie)梯波(bo)，混合式(shi)步(bu)進電(dian)機額(e)定(ding)電(dian)流是(shi)臺階(jie)式(shi)的(de)投(tou)入或切(qie)除(chu)。比如(ru)：電(dian)流分成n個臺階(jie)，轉子則需要(yao)n次才轉過(guo)壹個步(bu)距角，即(ji)n細(xi)分。
細分驅(qu)動主要的(de)優(you)點(dian)是(shi)步(bu)距角變小(xiao)，分辨(bian)率提(ti)高，且(qie)提(ti)高了(le)電(dian)機的(de)定位(wei)精(jing)度、啟(qi)動性(xing)能和(he)高頻(pin)輸出轉矩;其次，減弱(ruo)或消(xiao)除(chu)了(le)步(bu)進電(dian)機的(de)低頻振(zhen)動，降低了(le)步(bu)進電(dian)機在共振(zhen)區(qu)工(gong)作的(de)幾率。可(ke)以(yi)說細分驅(qu)動技(ji)術是(shi)步(bu)進電(dian)機驅(qu)動器(qi)與(yu)控(kong)制技(ji)術的(de)壹個(ge)飛躍(yue)。
SEW電機壹般的(de)細分方法只改(gai)變某(mou)壹(yi)相的(de)電流，另(ling)壹(yi)相電流保持不變。在(zai)O～45，Ia保持不變，Ib由(you)O逐(zhu)級(ji)變大(da);在(zai)45～90，Ib保持不變，Ia由(you)額(e)定(ding)值逐(zhu)級(ji)變為(wei)0。該(gai)方法的(de)優(you)點(dian)是(shi)控制較為(wei)簡(jian)單(dan)，在(zai)硬(ying)件(jian)上容易實(shi)現；但所合(he)成(cheng)的(de)矢量幅(fu)值是(shi)不斷(duan)變化(hua)的(de)，輸出力矩(ju)也(ye)跟著不斷(duan)變化(hua)，從而引起(qi)滯(zhi)後角的(de)不斷(duan)變化(hua)。