西门子S7-200SMART模块6ES7-288-5BA01-0AA0

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脉冲分配器（也称环形分配器）是一个数字逻辑单元，它接收一个单相的脉冲信号，根据运行指令把脉冲信号按一定的逻辑关系分配到每一相脉冲放大器上，使步进电机按选定的运行方式工作，实现正、反转控制和定位。脉冲分配器可以由双稳态触发器和门电路组成，也可由可编程逻辑器件组成。由于脉冲分配器输出的电流只有几毫安，所以必须进行功率放大，由功率放大器来驱动步进电机。

（3）功率放大器（驱动器）

功率放大器的作用是进行脉冲功率的放大。因为从脉冲分配器输出的电流很小，一般是毫安级，而步进电机工作时需要的电流较大，一般从几安到几十安。因此需要进行功率放大，功率放大器的种类很多，分类方法也很多。不同类型的功率放大器对步进电机性能的影响也各不相同。通常根据对步进电机运行性能的要求选择合适的功率放大器。功率放大器一般是步进电机每相绕组一个单元电路。

1.5.3 驱动电源的分类

步进电机的驱动电源有多种形式，相应的分类方法也很多。若按配套的步进电机容量大小来分，有功率步进电机驱动电源和伺服步进电机驱动电源两类。

按电源输出脉冲的极性来分，有单向脉冲和正、负双极性脉冲电源两种，后者是作为永磁步进电机或感应子式永磁步进电机的驱动电源。

运行频率fru是指步进电机启动后，控制脉冲频率连续上升而不失步的高频率。通常在技术数据中也给出空载和负载运行频率，运行频率的高低与负载转矩的大小有关，所以又给出了运行矩频特性。

提高运行频率对于提高生产率和系统的快速性具有很大的实际意义。由于运行频率比启动频率高得多，所以在使用时，通常采用能自动升、降频控制线路，先在低频（不大于启动频率）下进行启动，然后再逐渐升频到工作频率，使电机连续运行，升频时间在1s之内。

步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，其位移量与脉冲数成正比，其转速或线速度与脉冲频率成正比，它能按照控制脉冲的要求，迅速启动、反转、制动和无级调速；工作时能不失步，精度高，停止时能锁住。鉴于以上特点，步进电机在自动控制系统中，特别是在开环数字程序控制系统中作为传动元件而得到广泛的应用。1.5 步进电机的驱动电源

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步进电机的驱动电源与步进电机是一个相互联系的整体，步进电机的性能是由电机和驱动电源共同确定的，因此步进电机的驱动电源在步进电机中占有相当重要的位置。

1.5.1 对驱动电源的基本要求

步进电机的驱动电源应满足下述要求。

①驱动电源的相数、通电方式、电压和电流都应满足步进电机的控制要求。摩擦力矩也可能会相应增大，转子就跟不上磁场变化的速度，后因超出动稳定区而失步或产生振荡，从而限制高连续运行的频率。

④启动矩频特性。在一定负载转矩下，电机不失步地正常启动所能加的高控制脉冲频率，称为启动频率（也称突跳频率）。它的大小与电机本身的参数、负载转矩、转动惯量及电源条件等因素有关，它是衡量步进电机快速性的重要技术指标。随着步进电机转动部分转动惯量J的增大，在一定脉冲周期内转子加速过程将变慢，因而难趋向平衡位置。而要步进电机启动，也需要较长的脉冲周期使电机加速，即要求降低脉冲频率。所以随着电机轴上转动惯量的增加，启动频率也是下降的。启动频率fst随转动惯量增大而下降。

要提高启动频率，可从以下几方面考虑：增加电机的相数、运行的拍数和转子的齿数；增大大的静转矩；减小电机的负载和转动惯量；减小电路的时间常数；减小步进电机内部或外部的阻尼转矩等。1.4 步进电机的主要性能指标

大静转矩Tmax是指在规定的通电相数下矩角特性上的转矩大值。通常在技术数据中所规定的大静转矩是指一相绕组通以额定电流时的大转矩值。

按大静转矩的大小可把步进电机分为伺服步进电机和功率步进电机。伺服步进电机的输出转矩较小，有时需要经过液压力矩放大器或伺服功率发电系统放大后再去带动负载。而功率步进电机大静转矩一般大于4.9N·m，它不需要力矩放大装置就能直接带动负载，从而大大简化了系统，提高了传动的精度。

步距角是指步进电机在一个电脉冲作用下（即改变一次通电方式，通常又称一拍）转子

步进电机在启动时，转子要从静止状态开始加速，电机的磁阻转矩除了克服负载转矩之外，还要克服轴上的惯性转矩。所以启动时电机的负担比连续运转时要大。当启动时脉冲频率过高，转子的运动速度跟不上定子磁场的变化，转子就要落后稳定平衡位置一个角度。当落后的角度使转子的位置在动稳定区之外时，步进电机就要失步或振荡，电机便无法启动。为此，对启动频率就要有一定的限制。电机一旦启动后，如果再逐渐升高脉冲频率，由于这时转子的角加速度较小，惯性转矩不大，因此电机仍能升速。显然，连续运行频率要比启动频率高。

当电机带着一定的负载转矩启动时，作用在电机转子上的加速转矩为磁阻转矩与负载转矩之差。负载转矩越大，加速转矩就越小，电机就越不容易启动，其启动的脉冲频率就应该越低。在给定驱动电源的条件下，负载转动惯量J一定时，启动频率fst与负载转矩TL的关系），称为启动矩频特性，可以看出，随着负载转矩的增加，其启动频率是下降的。所以启动矩频特性是一条呈下降的曲线。步进电机铁芯中的涡流迅速增加，其热损耗和阻转矩使输出功率和动态转矩下降。