步进驱动器的调速方法

一、什么是步进驱动器

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构 。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的 。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的 。步进电机不能直接连接到直流或交流电源上工作，而必须使用专用的驱动电源(步进驱动器) 。控制器(脉冲信号发生器)可以通过控制脉冲数来控制角位移，从而达到精确定位的目的 。同时可以通过控制脉冲频率来控制电动机的转速和加速度，从而达到调速的目的 。

二、步进驱动器调速方法

随着电力电子技术的飞速发展，变频调速的性能指标可以完全达到甚至超过直流电动机调速系统 。步进电动机驱动器通过调节输入驱动器的脉冲频率和驱动器的细分参数来调节步进电动机的速度 。实际上，它是控制单位时间内步进电机的步数 。步进电机驱动器的调速方法主要包括六个：改变极对数调速、变频调速、换向器电机调速、串级调速、定子调压调速和电磁转差离合器调速 。

1、改变极对数调速

优点：①无附加滑差，效率高; ②控制电路简单，维修方便，价格低廉; ③采用定子调压或电磁滑差离合器，可以实现平稳的调速，效率更高 。

缺点：逐步调速无法实现无级，平稳的调速 。由于电机结构和制造工艺的限制，通常只能实现2至3极对的步进调速，并且调速范围非常有限 。

2、变频调速

优点：①无附加滑差，效率高，调速范围广; ②在低负载下运行时间长或频繁启停的场合，可以达到省电，保护电动机的目的 。

缺点：技术较为复杂，价格较高 。

3、换向器电机调速

优点：①交流同步电动机结构简单，直流电动机调速性能好; ②低速使用电源电压，高速换向采用步进电机的反电动势进行自然换相，运行可靠; ③无附加滑差损失，效率高，适用于高速大容量同步电动机的启动和调速 。

缺点：过载能力低，无法充分利用原始电动机的能力 。

4、串级调速

优点：①调速过程中产生的滑差能量可用于反馈 。率; ②设备的容量与速度调节范围成正比，适用于70%至95%的速度调节 。

缺点：功率因数低，谐波干扰，正常运行时无制动扭矩，适合单象限运行中的负载 。

5、定子调压调速

优点：①电路简单，装置尺寸小，价格便宜; ②使用维护方便 。

缺点：①在调速过程中增加滑差损耗，这种损耗会导致转子发热，效率降低; ②调速范围比较小; ③要求使用高转距电机，如特殊设计的转矩电机，因此特性较柔和，一般适用于55kW以下的异步电机 。

6、电磁转差离合器调速

优点：①结构简单，控制装置容量小，价格相对便宜; ②运行可靠，维修方便; ③无谐波干扰 。

缺点：①速度损失大，因为电磁滑动离合器本身具有较大的滑动，所以输出轴的大速度仅为电动机同步速度的80%至90%; ②在调速过程中，滑差功率全部转化为热量损失，效率低下 。