请教步进电机驱动器输入电压的问题

yongxiangu

57步进电机驱动电流一般3A左右，内阻1欧左右，所以实际电压比较低，驱动器的输入电压可以是9V-45V。那么问题是：1. 驱动器输入电压9V，是不是驱动器消耗的功耗要低一些呢？就像类似于计算LDO消耗的功耗，为什么很多步进电机的驱动器推荐24V电压呢？。2. 我有5个步进电机，假如350W的开关电源有12V，29A和24V，14A两种，价格一样，如果选后一种，电流余量就很小了。谢谢赐教！

lans0625

我只知道电压高，在高速时力更大一些。。。。。。。

firewind

LS正解,如果驱动电压高点的话,步进电机再容易上高速,但发热量也会增大

ghjstc

高速的时候电机的反向电动势很大，导致需要更高的电压才能达到低速时的电流

磊磊映画

12V供电跟 24V相比    电压高的话能达到的最大转速会高其他不变固定频率转多快还是多快

yongxiangu

firewind 发表于 2015-1-31 16:19
LS正解,如果驱动电压高点的话,步进电机再容易上高速,但发热量也会增大

这样的话，大部分57步进电机，12V或者15V就够了，同功率开关电源电流还大不少，还可以减小驱动的发热。

yongxiangu

ghjstc 发表于 2015-1-31 17:12
高速的时候电机的反向电动势很大，导致需要更高的电压才能达到低速时的电流 ...

哦，是这样。看来还是用常用的24V吧

firewind

yongxiangu 发表于 2015-1-31 17:16
这样的话，大部分57步进电机，12V或者15V就够了，同功率开关电源电流还大不少，还可以减小驱动的发热。 ...

如果负荷较重,速度又要快的话,还是电压高点的好,不容易丢步

amigenius

居然无人正确回答楼主问题。
问题1： 驱动器输入电压9V，是不是驱动器消耗的功耗要低一些呢？就像类似于计算LDO消耗的功耗，为什么很多步进电机的驱动器推荐24V电压呢？
步进驱动通常用斩波恒流，跟LDO毫无关系，简单而不严谨的话可以理解成恒流开关电源，供电电压高时，电流上升快，MOSFET导通时间短，BODY二极管续流时间长，所以发热相应会大一点（可用同步续流改善发热），但差别不是很大。更高的供电电压可加快dI（电流上升速度），高转速时扭矩损失少，即是可上更高转速。
问题2： 我有5个步进电机，假如350W的开关电源有12V，29A和24V，14A两种，价格一样，如果选后一种，电流余量就很小了。谢谢赐教！
如果您只需要很低转速，可以选前者。否则建议选后者，电流余量非常足够，因为24V供电时，总电流比12V供电电流要少一半，原因？参看第一点

lskybs

给力啊，学习了，还没有弄过电机呢……

673104326

amigenius 发表于 2015-1-31 18:01
居然无人正确回答楼主问题。
问题1： 驱动器输入电压9V，是不是驱动器消耗的功耗要低一些呢？就像类似于计 ...

“因为24V供电时，总电流比12V供电电流要少一半”  这个确实是这样吗？

不管下图中的“+VM“是12V还是24V，应该需要的电流都是一样的，不一样的供电电压会影响到电机相线到达设定电流的时间，也就是会直接影响到电机高速运动时的性能。

yongxiangu

amigenius 发表于 2015-1-31 18:01
居然无人正确回答楼主问题。
问题1： 驱动器输入电压9V，是不是驱动器消耗的功耗要低一些呢？就像类似于计 ...

谢谢！刚刚学习了一下斩波恒流原理。这里也贴一下。

T1 是一个高频开关管。T2 管的发射极接一个电流取样小电阻R。比较器一端接给定电压uc, 另一端接R 上的压降。控制脉冲ui 为低电平时, T1 和T2 均截止。当ui 为高电平时, T1 和T2 均导通, 电源向电机供电。由于绕组电感的作用, R 上电压逐渐升高, 当超过给定电压uc, 比较器输出低电平, 与
门因此输出低电平, T1 截止, 电源被切断, 绕组电感放电。当取样电阻上的电压小于给定电压时, 比较器又输出高电平, 与门输出高电平, T1 又导通, 电源又开始向绕组供电, 这样反复循环, 直到ui 又为低电平。因此: T2 每导通一次, T1 导通多次, 绕组的电流波形为锯齿形, 如图4 所示, 在T2 导通的时间里电源是脉冲式供电( 图4 中ua 波形) , 所以提高了电源效率, 而且还能有效抑制共振。




我的理解是，输入电压高的话，T1每次导通时间将会减小，所以不能类比于LDO，可以类比于DC-DC

yongxiangu

LDO的消耗（Vin-Vout）*I，I基本不变，所以随着Vin的增加，LDO消耗会线性增加。随着输入电压的增加，步进驱动器的功耗也许会增加一些，但不会随着输入电压的增加而线性增加，要不然对于9V和45V输入，驱动器的发热程度相差就太大了。

yongxiangu

673104326 发表于 2015-1-31 18:43
“因为24V供电时，总电流比12V供电电流要少一半”  这个确实是这样吗？

不管下图中的“+VM“是12V还是24 ...

"24V供电时，总电流比12V供电电流要少一半" 应该是导通时间减小一半导致的。

rifjft

恒流驱动模式，斩波恒流，平均电流的大小与电机转速和电机本身的电感有直接关系。
峰值电流是一样的，不同电压工作，只是导致时间有差别

amigenius

yongxiangu 发表于 2015-1-31 18:47
谢谢！刚刚学习了一下斩波恒流原理。这里也贴一下。

T1 是一个高频开关管。T2 管的发射极接一个电流取样 ...

您的学习速度很快！理解能力也很好！

673104326

yongxiangu 发表于 2015-1-31 18:58
"24V供电时，总电流比12V供电电流要少一半" 应该是导通时间减小一半导致的。 ...

导通时间减小一半？如果是线性电路可以直接得出，可在这种情况下应该是一阶电感的全响应电路。

以电阻1 Ohm，电感2mH，供电电压分别为12V、24V，分别计算相电流达到3A所需要的时间。i（t）=(U/R)*(1-e(-t/τ))=U*{1-e(-t/τ)} ，也就是分别求解t1=-τln(3/4)、t2=-τln(7/8)。

求解出来和t1=0.2877τ，t2=0.1334τ（τ=2ms），这时可以说是近似减小了一半，可这也只是最简单的条件下的分析。

实际电机运行的过程中会有细分、半电流、运动速度等各种各样的问题，实际电流的情况可能会跟这个算出来的结果偏差很多，建议你最好实际测一下。

还有虽说平均值可能减小了，但实际的电流的峰值确还是一样，如果有几个电机同时（比如3个或以上）运动的情况，而不运动的电机也应该会有半电流锁定，在最坏的情况下你的24V电源是不够的。

smart_inside

firewind 发表于 2015-1-31 16:19
LS正解,如果驱动电压高点的话,步进电机再容易上高速,但发热量也会增大

我认为恰恰相反，驱动电压高些，将设置驱动电流小些会减少发热。