了解SEW電機(jī)驅(qū)動(dòng)是怎么回事
    SEW電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí)，繞組電流不是個(gè)方波而是階梯波，混合式步進(jìn)電機(jī)額定電流是臺(tái)階式的投入或切除。比如：電流分成n個(gè)臺(tái)階，轉(zhuǎn)子則需要n次才轉(zhuǎn)過個(gè)步距角，即n細(xì)分。
    細(xì)分驅(qū)動(dòng)主要的優(yōu)點(diǎn)是步距角變小，分辨率提高，且提高了電機(jī)的定位精度、啟動(dòng)和高頻輸出轉(zhuǎn)矩;其次，減弱或消除了步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，降低了步進(jìn)電機(jī)在共振區(qū)工作的幾率。可以說細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與控制技術(shù)的個(gè)飛躍。
    SEW電機(jī)般的細(xì)分方法只改變某相的電流，另相電流保持不變。在O～45，Ia保持不變，Ib由O逐變大;在45～90，Ib保持不變，Ia由額定值逐變?yōu)?。該方法的優(yōu)點(diǎn)是控制較為簡(jiǎn)單，在硬件上容易實(shí)現(xiàn)；但所合成的矢量幅值是不斷變化的，輸出力矩也跟著不斷變化，從而引起滯后角的不斷變化。
    這就是目前常用的細(xì)分方法的缺陷，那么有沒有種方法讓矢量角度變化時(shí)同時(shí)保持幅值不變呢?由上面分析可知，只改變單相電流是不可能的，那么同時(shí)改變兩相電流呢?
    下面再由供應(yīng)微型步進(jìn)電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電機(jī)產(chǎn)品的山社電機(jī)來介紹合成矢量幅值保持不變的數(shù)學(xué)模型：當(dāng)Ia=Imcosx，Ib=Imsinx時(shí)(式中Im為電流額定值，Ia、Ib為實(shí)際的相電流，x由細(xì)分?jǐn)?shù)決定)，其合成矢量始終為圓的半徑，即恒力距。
    即Ia、Ib以某數(shù)學(xué)關(guān)系同時(shí)變化，保證變化過程中合成矢量幅值始終不變?；诖耍?dāng)細(xì)分?jǐn)?shù)很大、微步距角非常小時(shí)，滯后角變化的差值已大于所要求細(xì)分的微步距角，使得細(xì)分實(shí)際上失去了意義。
    而等角度是指合成的力臂每次旋轉(zhuǎn)的角度樣。額定電流可調(diào)是指可滿足各種系列電機(jī)的要求。例如，混合式步進(jìn)電機(jī)86系列電機(jī)的額定電流為6～8 A，而57系列電機(jī)般不超過6 A，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有各種檔位電流可供選擇。細(xì)分為對(duì)額定電流的細(xì)分。混合式步進(jìn)電機(jī)
    為實(shí)現(xiàn)“額定電流可調(diào)的等角度恒力距”，理論上只要各相相電流能夠滿足以上的數(shù)學(xué)模型即可。這就要求電流控制精度非常高，不然Ia、Ib所合成的矢量角將出現(xiàn)偏差，即各步步距角不等，細(xì)分也失去了意義。
    SEW電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，以消除力距不斷變化引起滯后角的問題。
    電機(jī)驅(qū)動(dòng)也廣泛應(yīng)用到更多的域中。比如說醫(yī)療儀器及設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)及海量存儲(chǔ)設(shè)備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、機(jī)器人等域，特別適合要求運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)、高輸出扭矩的應(yīng)用場(chǎng)合。
    SEW電機(jī)是種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度步步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。
    下面我們從工作原理、軟件設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路分析幾方面進(jìn)行解析：
    1. SEW電機(jī)的工作原理
    該步進(jìn)電機(jī)為四相步進(jìn)電機(jī)，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖。??
    SEW電機(jī)開始時(shí)，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的1、4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。
    當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時(shí)，由于C相繞組的磁力線和1、4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，1、4號(hào)齒和C相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極
    產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
    SEW電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。
    單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖、b、c所示：?]
    SEW電機(jī)工作時(shí)序波形圖
    SEW電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)電路原理圖
    T89C2051將控制脈沖從P1口的～輸出，經(jīng)74LS14反相后進(jìn)入9014，經(jīng)9014放大后控制光電開關(guān)，光電隔離后，由功率管TIP122將脈沖信號(hào)進(jìn)行電壓和電流放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組。使步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作。圖中L1為步進(jìn)電機(jī)的相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對(duì)上位機(jī)脈沖信號(hào)周期的影響。
    SEW電機(jī)的RL1～RL4為繞組內(nèi)阻，50Ω電阻是外接電阻，起限流作用，也是個(gè)改善回路時(shí)間常數(shù)的元件。D1～D4為續(xù)流二極管，使電機(jī)繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)通過續(xù)流二極管(D1～D4)而衰減掉，從而保護(hù)了功率管TIP122不受損壞。
    在SEW電機(jī)外接電阻上并聯(lián)個(gè)200μF電容，可以改善注入步進(jìn)電機(jī)繞組的電流脈沖前沿，提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻。與續(xù)流二極管串聯(lián)的200Ω電阻可減小回路的放電時(shí)間常數(shù)，使繞組中電流脈沖的后沿變陡，電流下降時(shí)間變小，也起到提高高頻工作的作用。