电脑灯步进电机SPWN细分驱动与调速控制
步进电机驱动器及细分控制原理
步进电机驱动器及细分控制原理引言：步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械转动的电动机。
步进电机驱动器是一种用于控制步进电机旋转的设备。
步进电机可以通过控制驱动器提供的电流和脉冲信号来精确地控制旋转角度和速度。
本文将介绍步进电机驱动器的工作原理以及细分控制的原理。
一、步进电机驱动器的工作原理：1.输入电流转换：驱动器将输入的电流信号转换为电压信号。
电流信号通常由控制器产生，通过选择合适的电阻来控制输入电流的大小。
2.逻辑控制：驱动器还会接收来自控制器的脉冲信号。
这些脉冲信号会相互间隔地改变驱动器输出的电压，从而驱动步进电机旋转。
脉冲信号的频率和脉冲数量会影响步进电机的转速和旋转角度。
3.输出电压控制：驱动器会根据输入的电流和脉冲信号控制输出的电压，使其适应步进电机的工作要求。
输出电压的频率和脉冲数有助于控制步进电机旋转的速度和角度。
二、细分控制原理：细分控制是指通过控制驱动器输出的电压脉冲信号来实现更精确的步进电机控制。
细分控制可以将步进电机的每个脉冲细分成更小的步进角度，从而提高步进电机的转动分辨率。
1.脉冲信号细分：通过改变驱动器的输出脉冲信号频率和脉冲数来实现脉冲信号的细分。
例如，如果驱动器输入100个脉冲，但只输出50个脉冲给步进电机，那么每个输入的脉冲就会分为两个输出脉冲，步进电机的旋转角度将更精确。
2.电流细分：通过改变驱动器输出的电流大小来实现电流的细分。
通常情况下，驱动器的输出电流会根据步进电机的转动需要进行控制。
细分控制可以使驱动器能够实现更精确的电流控制，进而控制步进电机的转动精度。
3.微步细分：微步细分是一种更高级的细分控制方法，通过改变驱动器输出的电压波形进行微步细分。
微步细分将步进电机的每个步进角度再次细分为更小的角度，进一步提高了步进电机的转动分辨率和平滑性。
总结：步进电机驱动器是通过将控制器产生的电流和脉冲信号转换为驱动步进电机的电压信号的设备。
细分控制是通过改变驱动器输出的电流和脉冲信号来实现更精确的步进电机控制。
步进电机驱动器细分和不细分的区别
步进电机驱动器细分和不细分的区别步进电机驱动器细分和不细分的区别是不细分的驱动器在低速是抖动很大。
有细分的就很理想。
但细分是怎么实现的？谁知道呀！请告之。
以下是对《步进电机驱动器细分和不细分的区别》的回复：共有67人回复 分页:alame：引用 加为好友 发送留言2005-11-10 21:41:细分驱动精度高.细分是驱动器将上级装置发出的每个脉冲按驱动器设定的细分系数分成系数个脉冲输出.比喻步进电机每转一圈为200个脉冲,如果步进电机驱动器细分为32,那么步进电机驱动器需要输出6400个脉冲步进电机才转一圈.通常细分有2,4,8,16,32,62,128,256,512....刘岩利：引用 加为好友 发送留言2005-11-11 6:02:细分后，驱动器输出的电流不再是方波，而是趋近正弦波，细分数越高，效果越好。
刘岩利：引用 加为好友 发送留言2005-11-11 6:22:顺便提醒一下楼主，这里是技术论坛，纯广告是会被删除的。
风海：引用 加为好友 发送留言2005-12-1 0:06:请问刘老师,为何我使用细分功能,细分数越大反而速度提高了呢,PLC脉冲输出不变?谢谢指教!刘岩利：引用 加为好友 发送留言2005-12-1 1:03:"请问刘老师,为何我使用细分功能,细分数越大反而速度提高了"能给出具体数据吗？单纯这样一句话，超出我的理解能力了。
一一哦哦：引用 加为好友 发送留言2005-12-9 0:45:请问刘老师,步进驱动器上有细分拨码,是不是把它拨到细分最大时最好呢?细分的大,小对电机运作起来有什么影响呢?谢谢指教!peter69：引用 加为好友 发送留言2005-12-9 8:28:关于驱动器的细分原理及一些相关说明:在国外，对于步进系统，主要采用二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。
但在国内，广大用户对“细分”还不是特别了解，有的只是认为，细分是为了提高精度，其实不然，细分主要是改善电机的运行性能，现说明如下：步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，假如电机的额定相电流为3A，如果使用常规驱动器（如常用的恒流斩波方式）驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内的 电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大化，必然会引起电机运行的振动和噪音。
步进电机驱动器及细分控制原理
步进电机驱动器及细分控制原理步进电机驱动器原理：步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。
驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电。
以两相步进电机为例，当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时，驱动器经过环形分配器和功率放大后，给电机绕组通电的顺序为AABB A A B B，其四个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；若方向信号变为负时，通电时序就变为AA B BA A BB，电机就逆时针转动。
随着电子技术的发展，功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。
其基本原理是：在电机绕组回路中，串联一个电流检测回路，当绕组电流降低到某一下限值时，电流检测回路发出信号，控制高压开关管导通，让高压再次作用在绕组上，使绕组电流重新上升；当电流回升到上限值时，高压电源又自动断开。
重复上述过程，使绕组电流的平均值恒定，电流波形的波顶维持在预定数值上，解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题，使电机在低频段力矩增大。
步进电机一定时，供给驱动器的电压值对电机性能影响较大，电压越高，步进电机转速越高、加速度越大；在驱动器上一般设有相电流调节开关，相电流设的越大，步进电机转速越高、力距越大。
细分控制原理：在步进电机步距角不能满足使用要求时，可采用细分驱动器来驱动步进电机。
细分驱动器的原理是通过改变A，B相电流的大小，以改变合成磁场的夹角，从而可将一个步距角细分为多步。
定子A转子SNB B BSNA A(a)(b)AS NB B N S BS NA(c)(d)图3.2步进电机细分原理图仍以二相步进电机为例，当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B相磁极中间，如图3.2。
若通电方向顺序按AA AABB BB BB AA AA AA BB BB BB AA,8个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。
与图2.1相比，它的步距角小了一半。
步进电机的调速原理
步进电机的调速原理
调速原理是指控制步进电机转速的方法。
常见的调速原理有以下几种：
1. 定常电流控制：通过控制步进电机的驱动电流大小来实现调速。
电机转速与驱动电流成正比关系，增大电流可以提高转速，减小电流可以降低转速。
2. 单微步调速：通过改变步进电机的微步数来实现调速。
步进电机分为全步和微步两种工作模式，全步每转一周，电机转动一个完整的步距角，而微步则是将步距角进一步细分。
通常通过控制电机可执行的微步数，来调控电机的转速。
3. 物理机械调速：通过改变步进电机的负载来实现调速。
例如，在电机轴上增加负载可以降低转速，减小负载则可以提高转速。
4. 闭环调速：通过反馈系统来实现闭环控制，实时调整电机驱动信号以达到预定转速。
常见的闭环调速方法有位置反馈和速度反馈。
位置反馈通常使用编码器等装置来实时监测电机转动角度，根据误差信号调整驱动信号；速度反馈则是通过速度传感器实时监测电机转速，并根据误差信号进行调整。
这些调速原理可以根据实际需求进行选择和组合，以实现步进电机的精确调速。
步进电机驱动器有哪些驱动模式
步进电机驱动器有哪些驱动模式步进电机驱动器有哪些驱动模式
步进电机驱动器主要是区别在于步进电机线圈电流的控制精度。
主要有三种驱动模式：
1.细分驱动模式
细分驱动模式有两大优点：低速振动极小和定位精度高。
对于需要低速运行或定位精度要求小于0.90度的步进电机，步进电机驱动器细分驱动模式获得了广泛使用。
工作原理是对电机的两个线圈分别按正弦和余弦形的台阶进行精密电流控制，从而使得一个步距角的距离分成若干个细分步完成。
2.整步驱动模式
在整步驱动模式运行当中，相同的步进电机既能配整步驱动器或半步驱动器也可以配细分驱动器，但是其所运行效果的不同。
步进电机驱动器按脉冲方向指令对两相步进电机的两个线圈循环激磁，这种驱动方式的每个脉冲将使电机移动一个基本步距角，即1.80度。
3.半步驱动模式
半步驱动模式和整步驱动模式比起来，半步方式更具有精度高一倍和低速运行时振动较小的优点，所以在实际当中使用整/半步驱
动器时一般都会选择半步模式。
在单相激磁时，电机转轴停至整步位置上，驱动器收到下一脉冲后，如果给另一相激磁且保持原来相继处在激磁状态，则电机转轴将移动半个步距角，停在相邻两个整步位置的中间。
如此循环地对两相线圈进行单相然后双相激磁步进电机将以每个脉冲0.90度的半步方式转动。
步进电机调速原理
步进电机调速原理
步进电机是一种特殊的直线或旋转电机，具有可以控制位置和速
度的优点。
调速是步进电机的主要应用之一，它可以通过改变电流的
频率或者改变电源电压来实现调速。
步进电机调速原理主要有以下几种：
一、微步控制调速原理
微步控制是一种在控制电流中引入微小的时间对称脉冲，以实现
对步进电机转速的调节。
微步控制可以分为全步、半步、四分之一步、八分之一步等多种不同步数的控制方式，是一种高精度、低噪音、低
振动的调速方式。
二、调整电源电压原理
步进电机的转速与电源电压成正比，因此调节电源电压可以实现
调速。
调节电源电压时需要注意：调节电源电压过高会使步进电机发热，短时间内甚至会烧坏电机；过低电压会影响电机的动力性能和工
作效率。
三、控制脉冲频率原理
步进电机的转速与控制脉冲的频率成反比，因此调整控制脉冲的
频率可以实现调速。
这种调速方式需要合理地选择驱动器的细分，以
提高脉冲频率的精度和稳定性，从而实现平稳的调速效果。
四、增强电流控制原理
增强电流控制是一种通过增加电机的驱动电流来提高电机输出功
率和动力性能的控制方式。
在这种调速方式下，电机的驱动电流可以
随着转动速度的变化而逐渐增加，从而实现高速、高扭矩的调速效果。
综上所述，步进电机调速原理主要包括微步控制、调整电源电压、控制脉冲频率和增强电流控制等多种方式。
在实际应用中，我们可以
根据不同的需求和实际情况选择最合适的调速方式来实现调速效果。
步进电机驱动细分原理
步进电机驱动细分原理
步进电机驱动细分原理是通过改变电流波形来实现对步进电机精细控制的一种方法。
在传统的双极性驱动方式中，每一相都只有两种状态：激活和不激活。
而细分驱动则将每一相的激活状态进行进一步细分，使得电流具有更多个离散的状态。
细分驱动的基本原理是通过改变驱动器输出的电流波形来实现对步进电机转子位置的微调。
具体来说，细分驱动使用一种特殊的电流控制技术，将总电流周期性地细分成多个小的电流脉冲。
通过改变电流脉冲的大小和时序，可以在每一个基本步进角度上进行更细致的位置控制。
通常，在步进电机驱动器中使用的细分驱动方式有全步进和半步进两种。
全步进是最基本的细分方式，在一个完整的电流周期内将电流波形分为两个相等的部分，每个部分激活的时间持续一个基本步进角度。
而半步进则是在全步进的基础上，对激活时间进行了进一步细分，使得每个部分激活的时间只有全步进时间的一半，从而实现了更精细的位置控制。
细分驱动的实现离不开现代步进电机驱动器中的电流控制电路。
这些电路通常包括高性能的电流感应器、精确的分流器和多级放大器等。
通过这些电路的协同作用，细分驱动器可以在每个细分步进角度上产生相应大小和时序的电流脉冲，实现对步进电机位置的微调控制。
总而言之，步进电机驱动细分原理是通过改变电流波形来实现
对步进电机位置的微调。
通过细分驱动方式，可以获得更精细的步进角度控制，提高步进电机的定位精度和运动平滑性。
步进电机细分驱动原理
步进电机细分驱动原理
步进电机细分驱动原理是指通过驱动电路将步进电机的每一步细分为更小的步数，从而使步进电机的转动角度更精确。
细分驱动原理的关键在于通过改变驱动电流的大小和方向来实现步进电机每一步的控制。
常见的细分驱动方式有全步细分和微步细分两种。
在全步细分中，驱动电路会根据输入的脉冲信号，按照步进电机的步距角度来控制电流大小和方向。
比如在单相全步细分驱动中，每个脉冲信号对应一个步进角度，驱动电路会根据脉冲信号的频率和方向控制电流的大小和方向，从而实现步进电机的转动。
在微步细分中，驱动电路将每一步细分为更小的步数，从而使步进电机的转动更加平滑和精确。
微步细分驱动通常采用PWM（脉宽调制）技术，通过调节电流的占空比来实现细分
控制。
例如，当需要将每一步细分为10个微步时，驱动电路
会根据输入的脉冲信号和PWM调制信号，以较高的频率控制
电流的开关状态和占空比，从而实现步进电机的微步细分控制。
细分驱动原理的核心是通过改变驱动电流的大小和方向来控制步进电机的转动角度。
通过细分驱动，可以使步进电机的转动更加平滑和精确，从而满足一些对转动精度要求较高的应用场景。
步进电机SPWM细分驱动设计
1.2 研究的目的及意义
图 1 三相混合式步进轴向剖面图
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2.2 步进电机的基本工作原理
图 2 为三相混合步进电机的简化模型，定子为三相六级，三绕组分别绕在相对的 两个磁极上，绕组通电时这两个磁极的极性是相同的，它的每段转子铁心上有八个小 齿。从电机的某一端看，当定子的一个磁极与转子齿的轴线重合时，相邻磁极与转子 齿的轴线就错开 1/3 齿距。如图 2(a)中所示 a 段转子铁心的情况，A 相磁极下定转子 齿的轴线重合时，B, C 相磁极分别与转子齿错开± 1/情况相同。
1 绪论
1.1 前言
步进电机 SPWM 细分驱动设计
步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，其应用发展己有多年的历史。可以说 步进电动机天生就是一种离散运动的装置，是纯粹的数字控制电动机。步进电机驱动 器通过外加控制脉冲，控制步进电动机各相绕组的导通或截止，从而使电动机产生步 进运动。就是说给一个电脉冲信号，电动机就转过一个角度或者前进一步，其输出转 角、转速与输入脉冲的个数、频率有着严格的比例关系。基于步进电机的这些特点， 步进电机被广泛运用于数控机床、医疗、军事、自动化生产线等领域。
目前，国外对步进电机的控制和驱动都趋于采用专用芯片。典型的芯片有两类: 第一类芯片的核心是采用硬件和微小的程序来实现步进电机合理的加减速，与此同时 完成正反转。第二类芯片的关键是可以实现细分驱动。我国步进电机驱动器的研究起 步较早，但发展较慢，直到近些年才有了长足的进步。多年来，科学家们尝试了多种 控制方式，力求改善步进电机系统的性能，有如下常见控制方式：单电压驱动、高低 压启动、恒电流驱动、调频调压驱动、细分驱动。
步进电机的细分控制原理
步进电机的细分控制原理步进电机的细分控制。
⽆论什么样的电机，控制⽅法和其结构是息息相关的。
通过上⼀篇⽂章之后，我们知道按⼀定的顺序给步进电机的各相轮流通电，这样步进电机才能转动起来。
这就是控制电机应该知道的第⼀个知识点：电机运⾏时，各相通电需要满⾜⼀定的时序。
第⼆个知识点就是⼒矩的概念，电机⼒矩的⼤⼩和绕组数量、通电电流⼤⼩有关。
那么什么是细分控制呢？细分控制的原理⼜是什么呢？步进电机之所以能实现步进就是因为在硬件结构上做了拆分（定⼦上有不同的通电相，转⼦上有齿），使其⼀次转动不是⼀圈，⽽是⼀步⼀步的按固定的⾓度转动。
这⼀步所转过的⾓度就是步距⾓。
步距⾓是步进电机的固有属性，每⼀个步进电机的步距⾓在设计完成之后就是固定的。
步距⾓和电机运⾏的拍数以及转⼦齿数有关，θ=360/NZ（2相电机的计公式，本⽂例⼦全部以两相电机为例），N是拍数（⼀般可以通过线数来确定），Z是转⼦的齿数。
细分控制是指对步距⾓再进⾏详细的分步控制。
例如，对⼀个步距⾓为1.8°的两相四拍电机进⾏四细分控制，就是使得电机转动⼀步是1.8除以4，也就是0.45°来运转。
对于步进电机来说细分功能完全是由外部驱动电路精确控制电机的相电流产⽣的，和具体电机⽆关。
下⾯通过对⽐图来详细说明⼀下。
这个是步进电机在整步运⾏时的电流图。
图⾥展⽰了ab相电流的加载时序A->B->A’->B’->A。
这个是步进电机在4细分时的合成电流图。
90°平均分成了四份，但是合成电流的⼤⼩⼀直保持不变。
⽤⼀句话总结就是：通过等⾓度有规律的插⼊⼤⼩相等的电流合成向量，从⽽减⼩合成磁势的⾓度（步距⾓），从⽽达到细分的⽬的。
这⾥保持合成电流的⼤⼩相等就是为了保证合成⼒矩的⼤⼩相等，合成⼒矩相等，电机的运⾏步数增加，从⽽实现电机运⾏稳定性的提⾼。
这⾥有点类似于⽤微分发求不规则图形的⾯积。
那是不是说我⽆限细分就能做到步进电机运⾏的完美⽆缺呢？理论上是这样的，实际上细分数和电机本⾝的硬件条件是有关的，电机转⼦上的齿数不可能⽆限多，通电相数也是有限的。
基于步进电动机SPWM驱动的发电机调速控制
步进电机细分驱动控制
13.1 步进电机细分驱动控制步进电机作为一种电脉冲——角位移的转换元件，由于具有价格低廉、易于控制、无积累误差和计算机接口方面等优点，在机械、仪表、工业控制等领域中获得了广泛的应用。
步进电机细分驱动技术是70年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动控制技术。
1975年美国学者T.R.F redr ik sen 首次在美国增量运动控制系统及器件年会上提出了步进电机步距角细分的控制方法。
在其后的二十多年里，步进电机细分驱动技术得到了很大的发展，并在实践中得到广泛的应用。
实践证明，步进电机细分驱动技术可以减小步进电机的步距角，提高电机运行的平稳性，增加控制的灵活性等。
采用FPGA 控制步进电机，利用其中的EAB 可以构成存放电机各相电流所需的控制波形数据表和利用FPGA 设计的数字比较器可以同步产生多路PWM 电流波形，对多相步进电机进行灵活的控制。
当改变控制波形表的数据、增加计数器的位数，提高计数精度，从而可以对步进电机的步进转角进行任意细分，实现步进转角的精确控制。
用FPGA 实现多路PWM 控制，无须外接D/A 转换器，使外围控制电路大大简化，控制方式简洁，控制精度高、控制效果好。
用单片机和DSP 的控制都难以达到同样的控制效果。
1、步进电机细分驱动原理步进电机的驱动是靠给步进电机的各相励磁绕组轮流通以电流，实现步进电机内部磁场合成方向的变化来使步进电机转动的。
设矢量T A ，T B ，T C ，T D 为步进电机A ，B ，C ，D 四相励磁绕组分别通电时产生的磁场矢量；T AB ，T BC ，T C D ，T DA 为步进电机中AB ，BC ，CD ，DA 两相同时通电产生的合成磁场矢量。
当给步进电机的A ，B ，C ，D 四相轮流通电时，步进电机的内部磁场从TA →TB →TC →TD ，即磁场产生了旋转。
一般，当步进电机的内部磁场变化一周(360°)时，电机的转子转过一个齿距，因此，步进电机的步距角B ?可表示为：rM B N ??? 。
步进电机细分驱动控制
步进电机作为一种电脉冲——角位移的转换元件，由于具有价格低廉、易于控制、无积累误差和计算机接口方面等优点，在机械、仪表、工业控制等领域中获得了广泛的应用。
步进电机细分驱动技术是70年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合使用性能的驱动控制技术。1975年美国学者T.R.F redr ik sen首次在美国增量运动控制系统及器件年会上提出了步进电机步距角细分的控制方法。在其后的二十多年里，步进电机细分驱动技术得到了很大的发展，并在实践中得到广泛的应用。实践证明，步进电机细分驱动技术可以减小步进电机的步距角，提高电机运行的平稳性，增加控制的灵活性等。
1、步进电机细分驱动原理
步进电机的驱动是靠给步进电机的各相励磁绕组轮流通以电流，实现步进电机内部磁场合成方向的变化来使步进电机转动的。设矢量TA ，TB ，TC，TD 为步进电机A，B，C，D四相励磁绕组分别通电时产生的磁场矢量；TAB ，TBC，TCD，TDA为步进电机中AB，BC，CD，DA 两相同时通电产生的合成磁场矢量。当给步进电机的A，B，C，D四相轮流通电时，步进电机的内部磁场从TA→TB→TC→TD，即磁场产生了旋转。一般，当步进电机的内部磁场变化一周(360°)时，电机的转子转过一个齿距，因此，步进电机的步距角Bθ可表示为：rMBNθθ= 。
式中，Nr 为步进电机的转子齿数；Mθ为步进电机运行时两相邻稳定磁场之间的夹角。Mθ与电机的相数(M)和电机的运行拍数有关。当电机以单四拍方式运行时，Mθ=90°;当电机以四相八拍方式运行时，Mθ=45°。和单四拍方式相比，Mθ和Bθ都减小了一倍，实现了步距角的二细分。但是在通常的步进电机驱动线路中，由于通过各相绕组的电流是个开关量，即绕组中的电流只有零和某一额定值两种状态，相应的各相绕组产生的磁场也是一个开关量，只能通过各相的通电组合来减小Mθ和Bθ。因此，这样可达到的细分数很有限。
步进电机驱动方式(细分)概述
步进电机驱动方式（细分）概述众所周知，步进电机的驱动方式有整步，半步，细分驱动。
三者即有区别又有联系，目前，市面上很多驱动器支持细分驱动方式。
本文主要描述这三种驱动的概述。
如下图是两相步进电机的内部定子示意图，为了使电机的转子能够连续、平稳地转动，定子必须产生一个连续、平均的磁场。
因为从宏观上看，电机转子始终跟随电机定子合成的磁场方向。
如果定子合成的磁场变化太快，转子跟随不上，这时步进电机就出现失步现象。
既然电机转子是跟随电机定子磁场转动，而电机定子磁场的强度和方向是由定子合成电流决定且成正比。
即只要控制电机的定子电流，则可以达到驱动电机的目的。
下图是两相步进电机的电流合成示意图。
其中Ia是由A-A`相产生，Ib是由B-B`相产生，它们两个合成后产生的电流I就是电机定子的合成电流，它可以代表电机定子产生磁场的大小和方向。
有了以上的步进电机背景描述后，对于步进电机的整步、半步、细分的三种驱动方式，都会是同一种方法，只是电流把一个圆(360°)分割的粗细程序不同。
整步驱动对于整步驱动方式，电机是走一个整步，如对于一个步进角是3.6°的步进电机，整步驱动是每走一步是走3.6°。
下图是整步驱动方式中，电机定子的电流次序示意图：由上图可知，整步驱动每一时刻只有一个相通电，所以这种驱动方式的驱动电路可以是很简单，程序代码也是相对容易实现，且由上图可以得到电机整步驱动相序如下：BB’→A’A→B’B→A A’→B B’下图是这种驱动方式的电流矢量分割图：可见，整步驱动方式的电流矢量把一个圆平均分割成四份。
下图是整步驱动方式的A、B相的电流I vs T图：可以看出，整步驱动描出的正弦波是粗糙的。
使用这种方式驱动步进电机，低速时电机会抖动，噪声会比较大。
但是，这种驱动方式无论在硬件或软件上都是相对简单，从而驱动器制造成本容易得到控制。
半步驱动对于半步驱动方式，电机是走一个半步，如对于一个步进角是3.6°的步进电机，半步驱动是每走一步，是走1.8°(3.6°/2)。
步进驱动器细分设定
步进驱动器细分设定1、步进电机驱动器操控，只能整步整步的翻滚，假定细分就失掉步进的含义；2、可是工件的位移，能够经过传动比细分，经过传动比跋涉电机的转速，减低工件的位移速度；3、例如4极、3相步进电机驱动器，每转一星期有12步，转100周共1200步，工件走1200mm，那么每步工件移动1mm；4、例如4极、3相步进电机驱动器，每转一星期有12步，转100周共1200步，工件走120mm，那么每步工件移动0.1mm；5、例如4极、3相步进电机驱动器，每转一星期有12步，转100周共1200步，工件走12mm，那么每步工件移动0.01mm；6、由于步进电机驱动器走一整步是精确的，走半步就禁绝确了；7、工件的位移分辩率0.01mm，决议伺服的步数（或许转数、电流的周数）与工件的位移量（丝杠的螺距;x;丝杠的转数）：1）位移分辩率=位移/步数2）减速比=伺服的转数/丝杠的转数=伺服的转速/丝杠的转速3）位移=丝杠的螺距;x;丝杠的转数4）步数=极数;x;相数;x;伺服转数5）丝杠的转数=伺服转数/减速比=伺服转数;x;丝杠的转速/伺服的转速6）位移分辩率=位移/步数=丝杠的螺距;x;丝杠的转数/极数;x;相数;x;伺服转数=丝杠的螺距;x;伺服转数/（减速比;x;极数;x;相数;x;伺服转数）=丝杠的螺距/减速比;x;极数;x;相数8、定论：减速比越大、丝杠的螺距越小工件的位移分辩率值就越小，分辩率就越高，工件位移精度操控越高！9、减速比必定，伺服的极数、相数越大，位移分辩率值就越小，分辩率就越高，工件位移精度操控越高！1、伺服的步数=极数;x;相数;x;伺服转数；2、伺服的步速=极数;x;相数;x;伺服转速；3、伺服转速=60f/2P（f为沟通电的频率）4、伺服输入的脉冲数=伺服的步数=极数;x;相数;x;伺服转数5、伺服输入的脉冲频率=伺服的步速=沟通电的频率;x;相数;x;26、伺服转速=60;x;伺服输入的脉冲频率/极数;x;相数;x;2编码器查看：1、能够查看伺服的转数；2、能够查看伺服的步数；3、能够查看伺服的转速；4、能够查看：伺服的步速=输入的脉冲频率；1、伺服操控器，能够经过操控伺服输入脉冲频率，操控伺服翻滚步速、转速；2、伺服翻滚的角位移的分辩率=伺服步距=360deg;/极数;x;相数；3、例如4极3相同步沟通伺服，翻滚时，一个步距=30deg;；4、便是说他只能30deg;+30deg;+30deg;+翻滚；5、也便是说角位移只能是30deg;的整数倍；a。
步进电机驱动细分原理
步进电机驱动细分原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊步进电机驱动细分原理。
这玩意儿啊，就像是一个神奇的魔法盒子，打开之后能让电机变得超级厉害！你看啊，步进电机就像是个勤劳的小毛驴，一步一步地往前走。
但如果就这么让它走，那可有点太粗糙啦。
这时候，驱动细分就闪亮登场啦！它就像是给小毛驴穿上了一双精致的小鞋子，让它每一步都走得更稳、更精确。
想象一下，没有细分的时候，电机就像个急性子，大步流星地往前冲，可能会跌跌撞撞的。
但有了细分，它就变得温柔细腻了，一小步一小步地走，多稳当呀！细分的原理其实不难理解。
就好像把一条大路分成很多很多的小段，这样走起来是不是就更轻松、更准确啦？通过细分，我们可以让电机的转动更加平滑，就像丝绸一样顺滑。
这在很多需要高精度的场合可太重要啦，比如那些精细的仪器设备，要是电机转得粗糙，那可不行哦！而且啊，细分还能让电机更省电呢！这就好比你跑步，大步跑肯定比小步跑累呀，电机也一样。
细分让它工作得更轻松，自然就不需要那么多电啦。
咱再打个比方，步进电机就像是个乐团里的鼓手，一下一下地敲着鼓。
细分呢，就是让这个鼓手敲得更有节奏、更有韵律，让整个乐团的演奏更加和谐动听。
那细分是怎么做到这些的呢？其实就是通过对电流的精细控制呀。
就像给电机喂饭一样，一点一点地喂，让它吃得饱饱的，有力气好好工作。
在实际应用中，我们可以根据不同的需求来选择细分的程度。
要是要求特别高，那就把细分调得高高的，让电机像个优雅的舞者一样精准地转动。
要是要求没那么高，那就适当降低细分，也能满足需求嘛。
总之啊，步进电机驱动细分原理真的是个很了不起的东西。
它让电机变得更强大、更精确、更节能。
这可不是我瞎吹哦，你去看看那些高科技的设备，很多都离不开细分的功劳呢！所以呀，大家可得好好了解了解这个神奇的原理，说不定哪天你就能用上呢！这就是我对步进电机驱动细分原理的理解，你觉得怎么样呢？是不是挺有意思的呀！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
电脑灯步进电机SPWN细分驱动与调速控制
５ 结语
利用上述方案，选用含四个 ＰＷＮ 比较 输出口的单片机芯片 ＡＴＭＥＧＡ１６Ｌ 和相应 的步进电机驱动电路，对步进电机进行细 分，解决了低频振荡问题，提高定位精度，而 自适应控制调速，能根据步进电机运行特 点，在位置即时变化的情况下提高连贯性， 使舞台灯光的演出效果更加明快、流畅。
图 ２ 流程图
工 程 技 术
刘志新 （ 湖南城建职业技术学院 湖南湘潭 ４ １ １ １ ０ ３ ）
摘 要： 本文在舞台电脑灯步进电机驱动的基础上， 增加了 Ｓ Ｐ Ｗ Ｎ 细分控制并对运动的快速定位进行自适应调节。实验结果这种效果良 好， 克服了步进电机的低速振荡与灯光效果不连贯等问题， 使其更加平稳、顺畅。 关键词： 步进电机 ＳＰＷＮ 细分 自适应控制 中图分类号：ＴＶ７３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０６（ｃ）－０１０６－０１
由图 １ 可知，逆变电路功率管的开启时 刻为：
关断时刻为：
参考文献
［１］ 王京池．电脑灯的功能特性和正确使用［Ｊ］． 现代电视技术，２００４．１１．
［２］ 张希林，段吉安．基于 ＡＶＲ 单片机的 ＳＰＷＭ 变频调速控制策略［Ｊ］．电气自动化，２００３．６．
［３］ 张强，郭庆．三相混合式步进电动机 ＳＰＷＭ 控制技术［Ｊ］．微特电机，２００８．１０．
［４］ 曾学然， 余向阳． 舞台电脑灯步进电机的 自适应调速法［Ｊ］．现代计算机，２００３．３．
１０６ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
软件流程图如图 ２，反转情况与正转类似。
图 １ ＳＰＷＮ 波形
式中 Ｍ 为调制深度，ｕ 为直流电源电
压。对应图中脉冲在，面积为：
什么是步进电机细分？是不是驱动器细分越高精度越高？
什么是步进电机细分？是不是驱动器细分越高精度越高？问：什么是细分？是不是细分越高精度越高？答：很多用户误以为步进电机驱动器的细分越高，步进电机的精度就越高，其实这是一种错误的观念，比如步进电机驱动器细分较高的可以达到60000个脉冲一转，而步进电机实际是无法分辨这个精度的，当驱动器设置为60000个脉冲/转的时候，步进电机驱动器接受好几个脉冲，步进电机才走一步，这样并不能提高步进电机的精度。
步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。
细分后电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。
（两相步进电机的基本步距角是1.8°，即一个脉冲走1.8°，如果没有细分，则是200个脉冲走一圈360°，细分是通过驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关，如果是10细分，则发一个脉冲电机走0.18°，即2000个脉冲走一圈360°，电机的精度能否达到或接近0.18°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。
不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。
以次类推。
三相步进电机的基本步距角是1.2°，即一个脉冲走1.2°，如果没有细分，则是300个脉冲走一圈360°，如果是10细分，则发一个脉冲，电机走0.12°，即3000个脉冲走一圈360°，以次类推。
在电机实际使用时，如果对转速要求较高，且对精度和平稳性要求不高的场合，不必选高细分。
在实际使用时，如果转速很低情况下，应该选大细分，确保平滑，减少振动和噪音。
）一般特性因针算方法（62）一书7冕抗的升其（63）—4B f9福磁（64）—十9揖流酬n值的彤辫（6i）一—iN差漏敝口链级漏磁（65）—4H曲端漏磁（68）一一512赖因端接部分的馅颐（69）——513x8的一般公式（70）一一514跑和作用封黔民抗值彤绍的针算损辆成效率…—……钳肪嚼交贸砖雷沼朗片内的磁滞损耗（74）—十I 6雹栖朗斤中的蹈滞损耗及涡流损耗一517参考虑加上保勃的曲部损托（75）—4贝幌超明插（76）—书赐加工的影撂和设想的地解77）———520技工颐做饭朗4J损耗的射算方法（77）——42l室裁遇呻的表面损耗一一922曲部服勒损耗（80）—423负数踌朗中的雏敌损耗（81）——i24由般定于高招改所引起的助丫表日陨托（胶）—十25由扮定于扬碰踢而在镕子表面洼生的损耗（B 3）”一由股镕于掏高次蹈波而在定子表面k庆生的损耗（汽购强雷棋）（83）—427由股镕子按磁场而在定子表面上选生购损耗（84）—十28r1拯同步留摆烫生短路陆定子曲部由3文溜波引起的损耗（84）——i29蹬5B朗耗（85）——430端GB板、蜗濒n箔楞算件内的摄耗（go）——／k肿眺舱楞拙损链（勒录图擦及通风损耗）（91）——B32效率冠楼及控座诺的温升及散热……‘……——……—…—…。
步进电机细分驱动
技术文档-步进电机多级细分驱动方法研究步进电机作为电磁机械装置，其进给的分辨率取决于细分驱动技术。
采用软件细分驱动方式，由于编程的灵活性、通用性，使得步进细分驱动的成本低、效率高，要修改方案也易办到。
同时，还可解决步进电机在低速时易出现的低频振动和运行中的噪声等。
但单一的软件细分驱动在精度与速度兼顾上会有矛盾，细分的步数越多，精度越高，但步进电机的转动速度却降低；要提高转动速度，细分的步数就得减少。
为此，设计了多级细分驱动系统，通过不同的细分档位设定，实现不同步数的细分，同时保证了不同的转动速度。
1 细分驱动原理步进电机控制中已蕴含了细分的机理。
如三相步进电机按A→B→C……的顺序轮流通电，步进电机为整步工作。
而按A→AC→C→CB→B→BA→A……的顺序通电，则步进电机为半步工作。
以A→B为例，若将各相电流看作是向量，则从整步到半步的变换，就是在IA与IB之间插入过渡向量IAB，因为电流向量的合成方向决定了步进电机合成磁势的方向，而合成磁势的转动角度本身就是步进电机的步进角度。
显然，I AB的插入改变了合成磁势的转动大小，使得步进电机的步进角度由θb变为0.5 θb，从而也就实现了2步细分。
由此可见，步进电机的细分原理就是通过等角度有规律的插入电流合成向量，从而减小合成磁势转动角度，达到步进电机细分控制的目的。
如图1所示，在三相步进电机的A相与B相之间插入合成向量AB，则实现了2步细分。
要再实现4步细分，只需在A与AB之间插入3个向量I1、I2、I3，使得合成磁势的转动角度θ1=θ2=θ3=θ4，就实现了4步细分。
但4步细分与2步细分是不同的，由于I1、I2、I3 3个向量的插入是对电流向量IB的分解，故控制脉冲已变成了阶梯波。
细分程度越高，阶梯波越复杂。
图1 步进细分原理在三相步进电机整步工作时，实现2步细分合成磁势转动过程为IA→IAB→IB；实现4步细分转动过程为IA→I2→IAB……；而实现8步细分则转动过程为IA→I1→I2→I3→IAB……。
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由图 １ 可知，逆变电路功率管的开启时 刻为：
关断时刻为：
参考文献
［１］ 王京池．电脑灯的功能特性和正确使用［Ｊ］． 现代电视技术，２００４．１１．
［２］ 张希林，段吉安．基于 ＡＶＲ 单片机的 ＳＰＷＭ 变频调速控制策略［Ｊ］．电气自动化，２００３．６．
［３］ 张强，郭庆．三相混合式步进电动机 ＳＰＷＭ 控制技术［Ｊ］．微特电机，２００８．１０．
如图 １，在［ｔ，ｔ＋ Δ ｔ］之间，正弦面积为 Ｓ１，则有：
４ 调速控制
步进电机的起动频率比最高运行频率 低得多，要实现精确定位，需通过变速控制 使电机在接近最高的速度运行。步进电机 的变速变速控制方法是在给定目标位置 后，由起始位置按给定的速度曲线启动、 加速、匀速、减速运行后达到目标位置。
在舞台电脑灯中，运行方式会随着灯的 控制方式而改变，它的目标位置会随机发生 变化，这种情况下，需要不断地根据步进电机 驱动的特点对其速度进行实时控制。这样电 脑灯扫描的灯光效果才能流畅。为了编程方 便，可设定匀加速曲线，且加减速可逆。将加 速段的的各步运行速度存入速度表中，步进 电机启动时指针值为 ０，加速时表指针加 １， 减速时指针减 １，匀速时不变。
［４］ 曾学然， 余向阳． 舞台电脑灯步进电机的 自适应调速法［Ｊ］．现代计算机，２００３．３．
１０６ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌ前状态和目 标位置。步进电机每走完一步要对当前状 态和目标位置进行判断，来决定下一步的运 行方式。当前状态由位置、速度、方向、和 运行方式唯一决定，速度由速度表指针决 定，且速度表指针反映了步进电机从启动开 始加速的步数。运动方式包含加速、减速、 匀速、停、反向五种。步进电机正转一步当 前位置加 １，反转一步减 １。因此步进电机的 速度调整算法为，当步进电机到达目标位置 的剩余步数（当前位置与目标位置的差值）等 于从启动开始的已加速步数时，步进电机的 下一步是减速，否则下一步是加速（当前速 度小于最高速度）或匀速（当前速度等于最高 速度）；当剩余步数为 ０ 且已加速步数为 ０ 时， 停转。由于目标位置的改变，出现剩余步数 小于已加速的步数时或为负的情况，下一步 为减速，待速度降为启动速度速度后再变速 到新的目标位置。
１ 引言
电脑灯又称摇头灯，是利用单片机控制 为核心，善长于创造动态的灯光效果，因此在 舞台和演播厅中广泛应用。电脑灯如何能实 现顺畅平滑地控制灯光，是控制系统设计的 关键。电脑灯的几个通道包括水平轴和垂直 轴旋转、颜色切换、图案切换与旋转一般采 用步进电机驱动。电脑灯要接收来自控制台 的 ＤＭＸ５１２ 信号，进行处理加工以后去驱动 各步进电机，进行灯光旋转、变换、频闪等 控制，效果是灯光千变万化、多姿多彩。
软件流程图如图 ２，反转情况与正转类似。
图 １ ＳＰＷＮ 波形
式中 Ｍ 为调制深度，ｕ 为直流电源电
压。对应图中脉冲在，面积为：
。
将正弦信号的正半周 Ｎ 等分，则每份为 弧度，由图 １ 可知脉冲高度为 ｕ／２，设脉
冲宽度为 ，则第 Ｋ 份正弦波则第 Ｋ 份正弦波
对应的第 Ｋ 份 ＳＰＷＮ 脉冲的面积相等，解得：
科技创新导报 ２００９ ＮＯ．１８ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 电脑灯步进电机 ＳＰＷＮ 细分驱动与调速控制
工 程 技 术
刘志新 （ 湖南城建职业技术学院 湖南湘潭 ４ １ １ １ ０ ３ ）
摘 要： 本文在舞台电脑灯步进电机驱动的基础上， 增加了 Ｓ Ｐ Ｗ Ｎ 细分控制并对运动的快速定位进行自适应调节。实验结果这种效果良 好， 克服了步进电机的低速振荡与灯光效果不连贯等问题， 使其更加平稳、顺畅。 关键词： 步进电机 ＳＰＷＮ 细分 自适应控制 中图分类号：ＴＶ７３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０６（ｃ）－０１０６－０１
３ 步进电机ＳＰＷＮ细分
为了提高控制精度，使步进电机性能接
近伺服电机，本文采用三相混合式步进电 机，采用 ＳＰＷＮ 细分驱动。通过对步进电机 励磁电流控制，从而使电机内部全成磁场为 均匀的圆形旋转磁场，因此实现细分控制， 应控制绕组电流，使内部合成磁场幅值稳 定，其角度变化也要均匀。从步进电机转角 特性分析中，可知要使电流矢量作作旋转运 动，要在各相绕组中通正弦电流。
步进电机是纯粹的数字控制电机，它 将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲 信号，步进电机就转动一个角度，角位移与 输入脉冲数严格成正比，没有累计误差，具 有良好的跟随性，驱动一般设计成开环控 制 ， 简 单 、廉 价 、运 行 可 靠 。
２ 电脑灯的结构
电脑灯的结构分机械与电气两部分，其 中机械部分比较复杂，主要是由步进电机和 光学系统组成，用来控制灯体的运动和色彩 图案的变化。目前，国际国内 １２００Ｗ 摇头灯均 采用双臂支撑结构，灯体水平旋转达 ５４０°，垂 直旋转达 ２５５°，并要满足悬挂倒装要求，能实 现舞台范围内灯光的任意曲线扫描。其他颜 色切换、图案切换、图案旋转、频闪快慢、光 圈变化、焦距变化均由相应同步进电机的传 动来实现的，将步进电机的电气运行参数加 以定义编程，就完成了电脑灯的控制。
ＳＰＷＮ 的生成有多种方法，本文采用等 效面积法。把一个正弦半波进行 Ｎ 等分， 每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积 都用一个与此面积相同的等高矩形脉冲代 替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的 中点重合。这样，由 Ｎ 个等幅而不等宽的 矩形脉冲所构成的波形就与正弦半波等 效，可用这一系列脉冲波形的宽和开关时 刻可以严格地用数学方法计算得到。
５ 结语
利用上述方案，选用含四个 ＰＷＮ 比较 输出口的单片机芯片 ＡＴＭＥＧＡ１６Ｌ 和相应 的步进电机驱动电路，对步进电机进行细 分，解决了低频振荡问题，提高定位精度，而 自适应控制调速，能根据步进电机运行特 点，在位置即时变化的情况下提高连贯性， 使舞台灯光的演出效果更加明快、流畅。
图 ２ 流程图
在三相混合式步进电机中，绕组空间 相位相差 １２０°，三相电流相位也为 １２０°。
电流的的合成矢量为
，从而合
成电流为一个幅值恒定为 ，相位为 － θ的
逆时针旋转矢量。只要对相电流按细分拍 给定，就可以实现步进电机的恒转矩细分 运行，从而可用 ＳＰＷＮ 控制方式，通过对一 系脉冲宽度进行调制来等效获得的所需要 的正弦波形。