电驱动系统接口设计(驱动器接口)

网友投稿 346 2023-01-04


本篇文章给大家谈谈电驱动系统接口设计,以及驱动器接口对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享电驱动系统接口设计的知识,其中也会对驱动器接口进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

本文目录一览:

深度:研判两驱版威马W6电驱动系统技术状态

“造车新势力”-威马推出的W6电动SUV于2021年上海车展上市,根据续航和配置的不同分5款车型,售价区间为16.98-25.98万元。此前,新能源情报分析网在吐鲁番对处于外观伪装状态的W6四驱版技术状态进行了研读和判定。

四驱版威马W6与两驱版的车型尺寸完全一致,长宽高4620/1847/1730mm、轴距2715mm,整备质量将超过1.9吨(两驱版自重1.815吨)。整车设计相比以往的威马EX5系EX6系车型有较大的改变。

四驱版威马W6与两驱版的车型尺寸完全一致,长宽高4620/1847/1730mm、轴距2715mm,整备质量将超过1.9吨(两驱版自重1.815吨)。整车设计相比以往的威马EX5系EX6系车型有较大的改变。

上图为威马W6前部动力舱诸多分系统技术状态细节特写。

蓝色箭头:单独设定的OBC(交流充电机)

白色箭头:单独设定的DCDC(逆变单元)

红色箭头:第1代博世iBooster电液一体化制动系统

绿色箭头:伺服电驱动和高压用电系统的循环管路补液壶,伺服动力电池热管理循环系统补液壶

黄色箭头:伺服动力电池的水冷板模块(高温散热)和制热的PTC模块

上图为威马W6电控分系统细节特写。

红色箭头:由深圳深圳英威腾提供OBC(交流充电机)

绿色箭头: 外置且单独设定的起到PDU(保险盒)作用的功能部件

黄色箭头:由汇川提供的DCDC(逆变单元)

蓝色箭头:最大输出功率160千瓦的“3合1”电驱动系统

在威马W6的电驱动系统技术状态,可以看到“别有一番滋味儿”控制策略设定。DCDCOBCPDU全部单独设定,只不过PDU的整体尺寸大幅降低,提供的仅是将电动空调压缩机、PTC控制模组高压线缆进行“整备”。

威马W6搭载的OBC(交流充电机)由深圳英威腾提供。英威腾(深圳市英威腾电气股份有限公司),自2002年成立以来,专注于工业自动化和能源电力两大领域,以"竭尽全力提供物超所值的产品和服务,让客户更有竞争力"为使命,向用户提供最有价值的产品和解决方案。公司于2010年在深交所A股上市(股票代码:002334),目前拥有15家控股子公司,员工超过3000人,在全球设有40多家分支机构及200多家渠道合作伙伴,营销网络遍布全球80多个国家和地区。

威马W6搭载的DCDC(逆变单元)由苏州汇川联合动力提供。2008年,成立汇川 汽车 电子事业部;2016年9月第十万台电机控制器产品下线,领先国内行业发展,并成立苏州汇川联合动力系统有限公司,开始独立运营新能源 汽车 零部件业务,同年与BRUSA达成战略合作;2017年8月,取得德国莱茵TÜV大中华区颁发的ISO26262功能安全管理体系证书,成为获得ISO26262体系认证的国内第一家电动 汽车 电机控制器零部件供应商。

威马W6的“3合1”电驱动系统最大输出160千瓦、最大输出扭矩225牛米,整车提供经济、舒适、运动三种驾驶模式,百公里加速7.9秒。

白色箭头:“3合1”电驱动系统的电控单元

绿色箭头:设定在驱动电机冷却管路接口

黄色箭头:钢材质托架

红色箭头:“搁置”在钢制托架上的苏州汇川提供的DCDC

上图为威马W6的2组循环管路分系统特写。

红色箭头:水冷板控制模组

蓝色箭头:PTC控制模组

白色箭头:疑似动力电池热管理控制系统补液壶

绿色箭头:疑似定驱动及高压电控系统高温散热循环管路补液壶

威马W6只设定1组PTC控制模组,或专用于动力电池热管理系统的低温预热、或用于动力电池低温预热通过兼顾驾驶舱制暖。比对威马EX5系列车型分为北方寒区版,额外设定1组PTC控制模组用于驾驶舱制暖;南方热带版只设定1组PTC控制模组用于电池低温预热,威马W6极有可能设定的1组PTC控制模组只用于电池低温预热,驾驶舱制暖用电加热PTC完成。

威马W6在制动系统方面采用了博世提供的1代iBooster电液一体化制动系统。

红色箭头:ibooster电液一体化制动系统主缸部分

蓝色箭头:ibooster电液一体化制动系统ABS阀体

黄色箭头:制动液储液罐部分

此前,新能源情报分析网在发布《研判:换装曼都iBau的威马E5电动 汽车 电驱动技术状态》一文中,指出适配南韩零部件供应商MANDU提供的集成了ABS阀体的电液一体化制动系统。在威马W6车型上,换装的是博世提供的未集成ABS阀体的电液一体化制动系统,感觉十分莫名其妙。

威马W6采用钢材质H型前副车架,用来承载“3合1”电驱动系统(红色箭头所指)和电动空调压缩机(黄色箭头所指),麦弗逊式下A型摆臂和前转向节都采用钢材质。

上图为两驱版W6前部动力电池系统接口特写。

红色箭头:OBC至充电口线缆

蓝色箭头:DCDC至动力电池的高压线缆

白色箭头:动力电池冷却液管路接口

可以确认的是,威马W6适配的三元锂电池系统采用的是380伏级电压平台,电芯来自宁德时代、动力电池总成由威马下属的公司制造。此前,发生过多宗威马EX5系列车型在短时间内连续发生多宗起火燃烧和爆炸事件,因为采用的电芯出现问题导致。

然而,作为“造车新势力”威马第3款车型,动力电池系统使用的是380伏级电压平台,意味着在120千瓦大功率直流充电时,充电电流或高达200安以上。这就意味着大功率充电时较低的电池系统电压平台,要用更大电池换取,导致电芯及电缆发热量更大,电芯一致性差异更大。

上图为两驱版、即在售的威马W6采用扭力梁式半独立后悬架设定,没什么可过多点评的。

在即将开始的2021年成都车展,威马将会发布一款0-100加速时间只用1.8秒的新车型。“冠军威马”在量产版威马W6基础上,完成了从造型设计到动力性能的全面升级。全面的轻量化设计覆盖到每个零件,全复合材料车身与充分性能化结构设计使整车质量降低到1250kg。源于国际顶级赛事的电池技术提供1400kw的最大放电功率。全碳纤维复材的电池壳体不仅大幅减重,更保证系统安全。400V双电机四驱系统提供超过800kw的最大功率。

新能源情报分析网在吐鲁番与这台“冠军威马”擦肩而过,遗憾的是没有注意到后悬架是否修改为多连杆独立架构、后驱动电机是否为“3合1”设定、动力电池系统电压平台是否升级至400伏。

笔者有话说:

较威马EX5系EX6系而言,量产版威马W6的电驱动系统进化为“3合1”总成,不过DCDCOBCPDU (起到相同作用的部件) 仍然单独设定,且全部向第三方外购。380伏电压平台的电池系统较350伏车型较为高级,较400伏电压平台车型表现的较为糟糕。相对2021年8月量产的主流车型技术状态比对,威马W6的技术方案处于较低水平。

另外,就在江淮蔚来ES6发生开启“无人”驾驶功能吧车主怼死的事故后,诸多“造车新势力”纷纷强调搭载的是“智能”驾驶辅助系统。恐怕威马W6也要将“无人”两个字儿替换掉了吧。

以上为个人主观看法,一切关于威马W6的技术标定以官方发布信息为准。

新能源情报分析网评测组出品

深度:独家解析爱驰U5电驱动及车型平台技术

2019年12月19日,爱驰汽车旗下首款A+级中高端纯电动SUV在海南万宁震撼上市,并在全球范围内同时启动交付。新车共推出4款车型,补贴后售价19.79-29.21万元。不同配置的车型装载了不同容量的动力电池组,NEDC综合续航分别是403、503和623公里,较多的续航选择能够满足更多消费者的购车需求。

爱驰U5上市一共四款车型,长宽高分别为4680*1865*1700mm,轴距为 2800mm,动力方面也都是采用最大功率为140千瓦的永磁同步电机,最大扭矩315牛米。四款车型的差别主要体现在纯电续航和车型配置方面。

本文为新能源情报分析网原创发布,爱驰U5首款电动汽车使用的电驱动技术、车型平台、动力电池热管理策略及开启驾驶舱空调制冷模式续航里程等诸多关键信息的系列稿件。

1、爱驰U5适配的电驱动技术特点:

红色箭头:最大功率6.4千瓦的OBC+PDU构成的“2合1”充电模组

白色箭头:集成DCDC+驱动电机控制模组的“2合1”高压用电系统总成

绿色箭头:启动用蓄电

蓝色箭头:驱动电机、“2合1”充电模组、“2合1”高压用电系统总成及驾驶舱暖风系统共用的循环管路补液壶

黄色箭头:动力电池高温散热和低温预热系统共用的循环管路补液壶

爱驰U5适配的驱动电机总成由博格华纳提供,驱动电机控制器由联合电子提供与DCDC进行整合。由杭州欣瑞科技提供的OBC(车载充电机)最大功率6.4千瓦并与PDU进行整合。

对于爱驰U5,采购同一品牌提供的OBC和PDU“2合1”充电总成,也是出于结构、散热、维护成本与整车性能进行折中的设定。

启动用蓄电池托盘采用ABS工程塑料(红色箭头所指),“2合1”高压用电系统和“2合1”充电模组等分系统被放置在铝合金材质框架上,为的仍然是获得更占优的轻量化设计诉求。

爱驰U5的动力电池热管理系统,采用1组PTC模组(低温预热)和1组水冷板模组和2组电子水泵构成的循环管路。U5动力电池热管理系统采用的是双效水冷板模组,通过空调冷媒在双效水冷板模组处和动力电池热管理管路冷却液换热进行制冷,通过PTC加热暖风管路冷却液、然后通过双效水冷板模组和动力电池热管理管路冷却液换热进行加热

U5是由科博乐提供的PTC(最大功率7千瓦)为动力电池加热和为空调提供暖风热源,暖风的热量和电池的加热量通过三通水阀调节冷却液流量和PTC调节热功率来控制

普遍来看,动力电池总成需要的预热温度需求不超过30摄氏度(多为15-20摄氏度);驾驶舱空调系统需要的制热温度需求多为85摄氏度。

针对整车(电驱动系统、“2合1”充电总成、“2合1”高压用电系统总成)电机电控冷却系统和暖风系统补液壶,和电池热管理系统补液壶,通过物理手段设定在一起。实际上,这两组并未标注出压力值的补液壶单独使用。

爱驰U5适配了1组博世提供的i-boost,二代电液一体化制动总泵。省去了EV车型多采用真空泵+出气阀体+制动总泵的技术,在高海拔区域行驶不会出现制动力衰减故障。并且,为EV车型提供了更线性的电控能量回收与机械制动力的“无缝连接”般的融合感受。

2、爱驰U5适配的上钢下铝车型平台:

相比于小鹏和威马推出的电动汽车采用全钢车身架构不同,爱驰U5采用上钢下铝车型平台保持一定的轻量化。

相比蔚来和特斯拉推出的电动汽车采用全绿车身架构不同,爱驰U5采用的上钢下铝车型平台具备较为简单的维修便利性与使用成本。

U5作为爱驰首款车采用正向研发模式(爱驰U5的2800mm轴距设定,基本可以判定没有与在售燃油车或EV车的尺寸相当),并将电驱动系统、中置的动力电池总成以及2/4驱设定考虑在内。而前部动力舱采用倾向于轻量化的铝材质、驾驶舱采用倾向于坚固的钢材质,不仅保证乘员及动力电池总成的被动安全性,更可以降低铝构件的维修成本和提升维修便利性。

上图为爱驰U5动力舱前部细节特写。

采用直接与车身侧围焊接固定的一体化前部焊接架构(红色箭头)用于承载散热器、冷凝器、散热风扇等组件。在保证轻量化的同时,承受来自正面的冲击力时,更好的保护动力舱内各分系统安全,降低维修成本提升高压用电系统安全。

铝材质的前纵梁衬板,主要用来固定散热组件、前纵梁溃缩区(可单独拆卸)、碰撞传感器和前保险杠骨架。

红色箭头:铝材质的纵梁衬板

黄色箭头:通过螺栓固定的前保险杠支架

上图为爱驰U5的前纵梁衬板与可单独拆卸的前纵梁溃缩区“鱼鳞焊”的细节特写(黄色箭头)。

遍布车身焊接的承重点和关键的连接端,都采用这种带加强筋的焊接架构。显然,这种轻量化+结构安全的设定,在一汽奥迪和上汽通用凯迪拉克中高端车型上普遍采用。

或许,这一技术设定与爱驰的高层多来自一汽奥迪和上汽通用有关。

上图为爱驰U的前悬架细节特写。

蓝色箭头:铝合金材质前转向节

黄色箭头:A型下摆臂

红色箭头:钢制H型副车架

上图为爱驰U5后悬架细节特写1。

红色箭头:容纳B包电池组件的储物箱

黄色箭头:链接B包电池组件高压线缆车载端接口

绿色箭头:钢制后副车架

蓝色箭头:钢制下摆臂

白色箭头:钢制后牵引臂

上图为爱驰U5后悬架细节特写2。

依旧采用铝合金材质后转向节(红色箭头)的爱驰U5,但并不具备安装后驱动电机,布置后传动半轴的空间。也就是说,爱驰U5的设定就是1台前轮驱动的中型电动SUV。

笔者注意到,爱驰U5的前副车架、中置的电池总成和后副车架前端,全部被塑料护板包裹。

红色箭头:前副车架护板

黄色箭头:动力电池总成护板

U5作为爱驰首款量产车型,采用“上钢下铝”的车身架构,并且前后悬架换装铝合金材质转向节,采用的是“降低簧下质量”的轻量化设定。后续推出的车型将会继续使用“上钢下铝”的车型平台,并延伸出不同尺寸(轴距)、不同驱动模式的新车型。

至于“上钢下铝”的车型平台技术,不仅仅处于降低百公里综合电耗的轻量化需求,还有更为关键的是驾驶舱的绝对安全性以及维修效能的配比。

笔者有话说:

就爱驰U5的电驱动技术和车型平台轻量化策略看,外购的电驱动技术,可以随着供应商的硬件水平提升,在新车型与自主研发的控制策略进行垂直替代;“上钢下铝”的车型平台技术,不仅仅用于首款车U5上,更成为后续改型或全新车型的基础设定。

显然,对于一款电动汽车而言,爱驰U5的研发路线十分清晰,用己方最擅长的“造车”技术,与由第三方提供且换代频繁的电驱动技术想接结合,保证安全、品质与性能的均衡。

后文将会就爱驰U5在空调制冷模式全程开启的海南多种路况的充放电效率深度解析。

文/新能源情报分析网宋

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

求 五相步进驱动系统的接线图

步进电动机绕组的驱动电路,单极性电流一般采用图4-5<a双管串联电路,双极性电流一般采用图4-5<b的H桥电路;对于三相混合式步进电动机则采用三相逆变桥电路,见图4-5<c
图4-5 步进电动机驱动电路
开环控制系统的应用举例
以SH-50806A五相步进驱动器为例,步进进给驱动装置的基本接口如图4-6所示。
百格拉公司步进电机WD3-007的面板接线图4-7。
图4-7:WD3-007步进电动机的面板接线图
控制信号说明:
PULSE:脉冲信号输入端,每一个脉冲的上升沿使电动机转动一步。
DIR:方向信号输入端,如“DIR”为低电平,电机按顺时针方向旋转; “DIR”为高电平电机按逆时针方向旋转。
CW:正转信号,每个脉冲使电机正向转动一步。
CCW:反转信号,每个脉冲使电机反向转动一步。
RESET:复位信号,如复位信号为低电平时,输入脉冲信号起作用,如果复位信号为高电平时就禁止任何有效的脉冲,输入信号无效,电机无保持扭矩。
READDY: 输入报警信号:READY是继电器开关,当驱动器正常工作时继电器闭合,当驱动器工作异常时继电器断开。继电器允许最高输入电压和电流是:35VDC,10mA≤I≤200mA,电阻性负载。如用该继电器,要把他串联到CNC的某输入端。当驱动器正常工作时继电器闭合,外部24VDC通过继电器输入到CNC输入端,否则外部24VDC无法输入到CNC输入端。
注意:PULSE+与CW+,PULSE-与CW-,DIR-与CCW-对应同一个接线口,按控制方式不同给出的两种定义名称。
步进电动机的主要特性
步距角和步距误差
转子每步转过的空间机械角度,即步距角β为
β=360°o/Z2*N
其中 Z2-转子齿数,N-运行拍数。
步进电动机每走一步,转子实际的角位移与设计的步距角存在有步距误差。连续走若干步时,上述误差形成累积值。转子转过一圈后,回至上一转的稳定位置,因此步进电动机步距的误差不会长期积累。步进电动机步距的积累误差,是指一转范围内步距积累误差的最大值,步距误差和积累误差通常用度、分或者步距角的百分比表示。影响步距误差和积累误差的主要因素有: 齿与磁极的分度精度;铁心迭压及装配精度;各相矩角特性之间差别的大小;气隙的不均匀程度等。
静态矩角特性和最大静转矩特性
所谓静态是指电动机不改变通电状态,转子不动时的工作状态。空载时,步进电动机某相通以直流电流时,该相对应的定、转子齿对齐,这时转子无转矩输出。如在电动机轴上加一顺时针方向的负载转矩,步进电动机转子则按顺时针方向转过一个小角度θ,称为失调角,这时转子电磁转矩T与负载转矩相等。矩角特性是描述步进电动机稳态时,电磁转矩与失调角θ之间关系的曲线,或称为静转矩特性。见图4-7。
图4-7 步进电动机矩角特性
步进电动机矩频特性
矩频特性是用来描述步进电动机连续稳定运行时输出转矩写连续运行频率之间的关系曲线。矩频特性曲线上每一频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩除了和步进电动机结构及材料有关外,还与步进电动机绕组连接、驱动电路、驱动电压有密切的关系。如图4-8(a)所示的并联绕组和串联绕组的矩频特性图。图4-8(b)是混合式步进电动机连续运行时的典型的矩频特性曲线。
图4-8(a) 步进电动机矩频特性
启动惯频特性
在负载转矩ML=0的条件下,步进电动机由静止状态突然启动,不丢步地进入正常运行状态所允许的最高启动频率,称为启动频率或突跳频率,超过此值就不能正常启动。启动频率与机械系统的转动惯量有关,包括步进电动机转子的转动惯量,加上其它运动部件折算至步进电动机轴上的转动惯量。下图4-9表示启动频率与负载转动惯量之间的关系。随着负载惯量的增加,起动频率下降。若同时存在负载转矩ML;则起动频率将进一步降低。在实际应用中,由于ML的存在,可采用的启动频率要比惯频特性还要低。
答案补充 我有图 但不知道怎么给你 答案补充 我怎么发给你 图

一文搞懂步进电机特性、原理及驱动器设计

步进电机是将电脉冲信号电驱动系统接口设计,转变为角位移或线位移电驱动系统接口设计的开环控制电机,又称为脉冲电机。 在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它就可以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”。

步进电机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,从而达到调速的目的。步进电机多用于数字式计算机的外部设备,以及打印机、绘图机和磁盘等装置。 

步进电机工作时的位置和速度信号不反馈给控制系统 ,如果电机工作时的位置和速度信号反馈给控制系统,那么它就属于伺服电机。相对于伺服电机,步进电机的控制相对简单,但不适用于精度要求较高的场合。

步进电机的优点和缺点都非常的突出, 优点集中于控制简单、精度高 ,缺点是噪声、震动和效率,它没有累积误差,结构简单,使用维修方便,制造成本低。步进电机带动负载惯量的能力大, 适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方 ,缺点是效率较低、发热大,有时会“失步”。优缺点如下所示。

优点电驱动系统接口设计

1. 电机操作易于通过脉冲信号输入到电机进行控制;

2. 不需要反馈电路以返回旋转轴的位置和速度信息(开环控制);

3. 由于没有接触电刷而实现了更大的可靠性。

缺点:

1. 需要脉冲信号输出电路;

2. 当控制不适当的时候,可能会出现同步丢失;

3. 由于在旋转轴停止后仍然存在电流而产生热量。

在相同电流且相同转矩输出的条件下,单极型步进电机比双极型步进电机多一倍的线圈,成本更高,控制电路的结构也不一样, 目前市场上流行的大多是双极型步进电机。

步进电机在构造上通常 主要按照转子特点和定子绕组进行分类, 下面将详细介绍这两种类型的分类。

按照转子分类,有三种主要类型: 反应式(VR型)、永磁式(PM型)、混合式(HB型)。

反应式

定子上有绕组,绕组由软磁材料组成。其结构简单、成本低、步距角小,可达1.2度,但动态性能差,效率低、发热大,可靠性难以保证。

永磁式

永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机度差,步距角大(一般为7.5度或15度)。

混合式

混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有很多相绕组,转子上采用永磁材料,转子和定子均有多个小齿以提高步距精度。其 特点是输出力矩大、动态性能好、步距角小,但结构复杂、成本相对较高。

步进电机按照定子上绕组来分类,共有二相、三相和五相等系列。 目前最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占97%以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。

该种电机的基本步距角为1.8度/步,配上半步驱动器后,步距角减少为0.9度,配上细分驱动器后。其步距角可细分达256倍(0.007度/微步)。由于摩檫力和制造精度等原因,实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度的效果。

步进电机是通过脉冲信号来进行控制,每输入一个脉冲信号,步进电机前进一步。 步进电机旋转的步距角,是在电机结构的基础上等比例控制产生的,如果控制电路的细分控制不变,那么步进旋转的步距角在理论上是一个固定的角度。在实际工作中,电机旋转的步距角会有微小的差别,主要是由于电机结构上的固定有误差产生的,而且这种误差不会积累。

步进电机的总极数越大,加工精度的要求就会越高。 通常工业用混合型步进电机的步距角是1.8度,就是200极。

步进电机的相电流及磁场,遵循安培右手螺旋定律,由电能产生磁场能量,控制电机相电流,就能使电机定子的磁极方向发生反转,二相磁场的变化相配合,进而产生电机的旋转。

如果电流方向发生变化,磁极的方向也会发生变化, 步进电机的电流流过定子产生磁场的过程叫做励磁。

通常所说的二相步进电机,电机转子的旋转,包含不同磁极的磁场相斥和相吸实现的。如下图所示,A相产生N极磁场吸引转子的S极,B相产生S极磁场吸引转子的N极,使定子产生旋转的动力。如果改变A、B相定子线圈的电流方向,电机会产生另一步的旋转。连续改变A、B相定子线圈的电流方向,电机会产生连续的旋转。

电机的运动是通过改变电流在电机中的流动来实现的,电子转子排斥B相磁极的定子,吸引A相磁极的定子,这就产生了另一个步进操作,如下图所示:

执行另一个步进操作,电机定子磁极反转,转子排斥B相磁极的定子,吸引A相磁极的定子,如下图所示:

定子线圈中的电流方向无论何时发生变化,磁极将会反转,转子重复步进操作。 东芝步进电机驱动控制电路对电机的磁场励磁的控制,是通过脉宽调制方式实现的,能够实现电机高效、稳定的运行。如下图所示:

步进电机的基本操作模式称为“励磁模式”,能够使步进电机工作在全步模式、半步模式和微步模式 ,其中微步模式能够有效的降低步进电机相电流的噪声,能够改善步进电机固有的噪声震动问题。下面将介绍3种励磁模式。

全步模式

所谓全步模式,就是依据电机固有结构设计固定的步距角工作,一个电脉冲,步进电机前进一个步距角。这个步距角使电机设计结构所决定的,也可以理解为电机以最大的步距角旋转。

半步模式

半步模式是以电机固有的结构决定的步距角的一半角度进行步进旋转。如下图所示,步进电机的总极数是4级,对应的步距角是90度,那么半步模式下,步进电机每个脉冲旋转45度。

微步模式

微步模式类似于半步模式,步距角更小,就是1/4步、1/8步、1/16步,可以到很高的细分。对应的步进角度就是在整步步距角乘以微步系数。

步进电机的步距角越小,需要的加工精度会越高,对应的微步时的步进角度的误差会越大。

步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作,而必须使用专用的 步进电机驱动器,它有脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。 如下图所示:

驱动单元与步进电机直接耦合,也可以理解成步进电机微机控制器的功率接口。下面将使用MCU和分离元器件的系统举例说明。MCU相当于是控制电机的大脑,它向分立器件发送电机的步距角时间、转动方向和重复次数等,而分立器件根据MCU发出的信号,将放大电压和电流并将其发送至电机,从而驱动电机转动。

如下图所示,该系统使用了MCU和电机控制驱动器IC。从输入控制信号来区分,步进电机控制器IC可以分为相入力型和时钟入力型。相入力型是指电机的每个励磁相的电流方向由输入信号控制,而时钟入力型是指电机的驱动由脉冲信号来控制。

相入力型

相入力型电机驱动器需要A和B两相的控制信号,只需要时钟信号,需要控制信号的MCU做更多的运输工作。

时钟入力型

时钟入力型电机驱动器的控制接口,需要时钟信号(单脉冲信号)输入,其控制信号相对简单,MCU的资源占用较少。

上电复位功能(POR)

上电复位功能将监控电机驱动器,以及电机驱动控制器的电源。为防止电机操作故障,它将强制关闭输出信号直至供电电压保持稳定。如下图所示:

过电流检测功能(ISD)

过电流关断功能将监控输出单元的电流,如果电流超过规定值,将强制关闭输出,该功能的用途在于当发生短路时暂时停止IC输出。如下图所示:

热关断功能(TSD)

热关断功能在于,当电机控制驱动器芯片温度超过规定值时关闭输出,并保持该状态直至温度下降。 关于电驱动系统接口设计和驱动器接口的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。 电驱动系统接口设计的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于驱动器接口、电驱动系统接口设计的信息别忘了在本站进行查找喔。

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