selina的博客

步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的一种器件。在不超载情况下，步进电机的转速和运动距离取决于控制电脉冲的频率和数量。

其控制精度主要由两方面决定:

1、步进电机的每步精度，以2相混合式步进电机为例，一个200步的步进电机在不细分情况下，单步的步距为:360°/200=1.8°，即该步进电机单步行走的最小距离就是1.8°。但实际使用中，一般都会细分步数。以2细分为例，此时步进电机行走两步相当于原来走一步，则现在单步的步距为：360°/(200*2)=0.9°；同理，4细分下，单步步距为:360°/(200*4)

=0.45°;8细分下，单步步距为:360°/(200*8)=0.225°;16细分下，单步步距为:360°/(200*16)=0.1125°;32细分下，单步步距为:360°/(200*32)=0.05625°。所以驱动细分下，步进电机单步步距角计算公式为:360/(步进电机固有步数*细分数)。

由此可见，要减小步进电机单步步距角以达到较高精度，需要从两个方面着手，一是提高或采用固有步数更多的步进电机以获得较小的单步步距角，如0.9°。二是提高步数细分的程度。

1.波形观察法

适用于带换相信号的增量式编码器、正余弦编码、旋转变压器。

1) 以示波器直接观察UV线反电势波形过零点与传感器的U相信号上升沿/Z信号、或Sin信号过零点、或Sin包络信号过零点的相位对齐关系，以此方法可以将传感器的上述信号边沿或过零点对齐到-30度电角度相位；

2) 以阻值范围适当的三个等值电阻构成星形，接入永磁伺服电机的UVW动力线，以示波器观察U相动力线与星形等值电阻的中心点之间的虚拟U相反电势波形与与传感器的U相信号上升沿/Z信号、或Sin信号过零点、或Sin包络信号过零点的相位对齐关系，以此方法可以将传感器的上述信号边沿或过零点对齐到电角度相位0点；

2.转子定向法

适用于带换相信号的增量式编码器、正余弦编码、旋转变压器的波形对齐，或者绝对式编码器和正余弦编码、旋转变压器等按可提供单圈绝对位置数值信息对齐。

1) 将V相接入低压直流源的正极，U相接入直流源的负端，定向电机轴

此后一边调整传感器与电机的相对位置关系，一边以示波器观察传感器信号，直到U相信号上升沿或Z信号、或Sin信号过零点、或Sin包络信号过零点准确复现，以此方法可以将传感器的上述信号边沿或过零点对齐到 -30度电角度相位；

不正确地驱动步进电机很容易导致电机发出“嗡嗡”的噪声和很大的振动。

当驱动步进电机时，如果发现步进电机处于静止状态时，其内部都发出很明显的噪音，有点类似线圈快速变化那种，一般是由于线圈电流过大导致的。对于这种情况，最有效的接决方法是降低电机线圈中流过的电流，具体方法包括：设置驱动器在电机停止时自动半流，减小电机的驱动电流。由于步进电机的工作方式，所以步进电机处于何种状态，其内部线圈都一直有电流变换。

当驱动步进电机动作时，如果发现步进电机噪声和振动很明显，应按如下步骤检查:

1、步进电机和驱动器是否配套，这是很关键的：如果它们并不配套的话，下面的一些步骤的调节细分、驱动电流、速度很可能都是白费力气。 在我自己的使用经历中，就遇到过这种情况，雷赛的电机用一个其他牌子的驱动器驱动，在其它条件一样的情况下，总是会产生很明显的噪声和振动，并带动机械结构发出很大的声响。同样，用雷赛的驱动器驱动一些其他厂家的步进电机，同样会发出很大的噪声和振动。所以建议大家在选用步进电机和驱动器的时候，最好是成套购买，并且要确保买到的是正规产品。现在市面上同一款型号的驱动器，都有很多厂家生产。比如DM542，比较正规的都有安科特和雷赛这些。

Jakub Szymczak, Shane O'Meara, Johnny Gealon 和 Christopher Nelson De La Rama

简介

旋变器和机电传感器可用来精确测量角位置，以可变耦合变压器的方式工作，其初级绕组和两个次级绕组之间的磁耦合量根据旋转部件（转子）位置而改变；转子通常安装在电机轴上。旋变器可部署在工业电机控制、伺服器、机器人、混合动力和全电动汽车中的动力系统单元以及要求提供精确轴旋转的其他许多应用中。旋变器在这些应用中可以长期耐受严苛条件，是恶劣环境下军用系统的完美选择。

标准旋变器的初级绕组位于转子上，两个次级绕组位于定子上。而另一方面，可变磁阻旋变器的转子上无绕组，其初级和次级绕组均在定子上，但转子的凸极（裸露极点）将次级正弦变化耦合至角位置。图 1 显示经典和可变磁阻旋变器。

今天我们就说说差分滤波器布局时需要考虑的那些点儿。

成对差分走线的长度须相同

此规则源自这一事实：差分接收器检测正负信号跨过彼此的点，即交越点。因此，信号须同时到达接收器才能正常工作。

差分对内的走线布线须彼此靠近

如果一对中的相邻线路之间的距离大于电介质厚度的2倍，则其间的耦合会很小。此规则也是基于差分信号相等但相反这一事实，如果外部噪声同等地干扰两个信号，则其影响会互相抵消。同样，如果走线并排布线，则差分信号在相邻导线中引起的任何干扰噪声都会被抵消。

同一差分对内的走线间距在全长范围内须保持不变

如果差分走线彼此靠近布线，它们将影响总阻抗。如果此间距在驱动器与接收器之间变化不定，则一路上会存在阻抗不匹配，导致反射。

差分对之间的间距应较宽

以使其间的串扰最小。

如果在同一层上使用铜皮铺地，应加大从差分走线到铜皮铺地之间的间隙

推荐最小间隙为走线宽度的3倍。

在靠近差分对内偏斜源处引入少量弯弯曲曲的校正

随着更智能、高效率电机控制系统成为电机控制工业的新标准，ADI从系统级的角度来看待这些新挑战，开发的产品不仅超越了单个性能规格，也代表电路其他功能模块之间的最佳接口。这种系统解决方案的方法让ADI能够为基于工业的客户提供完整的集成式解决方案，并在实现规格要求的同时帮助他们满足最新、最苛刻的能源法规。

今天就为各位介绍一款电机控制系统解决方案——伺服控制。欲下载该解决方案完整资源包请点击链接： http://h.analog.com/APM-MOTOR-CONTROL

伺服驱动系统的性能同用户最终所构建的运动控制系统的性能和所能提供的精度密切相关，多数情况下，最终的用途可以是一个高精度数控机床系统、运动控制系统或机器人系统，这些系统要求能够精确控制位置及电机的扭矩。如图1所示为伺服控制网络应用系统。

在高速模拟信号链设计中，印刷电路板（PCB）布局布线需要考虑许多选项，有些选项比其它选项更重要，有些选项则取决于应用。最终的答案各不相同，但在所有情况下，您都应尽量消除最佳做法的误差，而不要过分计较布局布线的每一个细节。今天我们就说说其中的一个选项——如何利用裸露焊盘实现最佳连接，希望它对您的下一个高速设计项目会有所帮助。

Firstly，认识裸露焊盘

裸露焊盘(EPAD)有时会被忽视，但它对充分发挥信号链的性能以及器件充分散热非常重要。

裸露焊盘，ADI公司称之为引脚0，是目前大多数器件下方的焊盘。它是一个重要的连接，芯片的所有内部接地都是通过它连接到器件下方的中心点。不知您是否注意到，目前许多转换器和放大器中缺少接地引脚，原因就在于裸露焊盘。

关键是将此引脚妥善固定(即焊接)至PCB，实现牢靠的电气和热连接。如果此连接不牢固，就会发生混乱，换言之，设计可能无效。

Secondly，如何实现最佳连接

利用裸露焊盘实现最佳电气和热连接有三个步骤——

1、在可能的情况下，应在各PCB层上复制裸露焊盘

电机控制架构与解决方案

在电机控制配置中,很容易迷失在无穷无尽的变化之中。 为了简化设计,ADI将各种可能的电机控制架构归为四种基本类型;大部分系 统都属于这四类中的某一类。 根据您的选择,ADI可针对您的具体设计快速确定并推荐合适的产品和解决方案。

未完待续！

相关文章：

国际能源报告显示，2006年电子电机的能耗为全球电能消耗总量的46%，相当于6040 Mt CO2排放量 。这导致人们要求电机驱动器 制造商新增高级控制功能和工具，以便优化系统能效。在工厂生 产系统中优化能效的新电机驱动器生态系统已得到了全球范围内 的广泛认可。对于欧洲来说，得益于节能政策，工业电能消耗量 呈现出每年1%的下降趋势。

工厂中最常用到电机的地方是电泵、风扇、压缩机和运输机，且电机在这些应用中大多属于标准产品。小型机器设备中使用的 小型电机(低于0.75 kW)占全球存量的90%，但电机能耗不到总量的 10%。然而，中等尺寸(0.75 kW至350 kW)的工业电机几乎占全球电 机能耗的70%。在一个典型应用中，仅有50%的系统能耗转换为 有用的机械能，这引起了全球能源法规制定者和厂商的重视。过 去几年来，美国、中国、欧洲和其他地区的监管机构引入了最低 能耗性能标准(MEPS)。优质电机的额定能效等级现在可从最低功 耗范围时的80%到最高时的96%，因此厂商开始在电机以外寻求 节能手段。

图1描述了现代工厂中自动化机器或过程的主要元素。这种方式 提供了优化机器运行和过程的全新思路，将能效和生产率提升到 新的高度。

基于模型的设计——简化设计

任何电机控制系统的系统设计价值

基于模型的设计旨在帮助简化使用传统非自动化方法进行控制系统设计时所遭遇的固有困难与复杂性。基于模型的设计为设计人员提供可视化设计环境,让开发人员为整个系统使用单一模型,实现数据分析、模型可视化、测试、验证和最终的产品部署。一旦模型完成构建和测试,便会自动生成精确的实时软件,相比传统的手动编码能节省时间并降低总开发成本。可自动生成代码的基于模型的设计还可用于快速原型制作,进一步缩短设计周期。

基于模型的设计本身提供软件再利用结构,允许将已完成的设计根据所需应用有效地调高或调低复杂性,从而以更简单、更具性价比的方式可靠地完成升级。