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Stepper Motor Driver

步进电机驱动器

类型: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Stepper.BipolarMotorDriver

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Reluctance & Stepper/Stepper Motor Driver

说明

步进电机驱动器*模块是步进电机的驱动器。它生成控制步进电机所需的脉冲序列 。每当*ENA*端口电压升至*使能阈值电压*以上时,该模块都会启动一个步进。

如果 REV 端口的电压小于或等于 Reverse 门限电压,则 脉冲比 脉冲提前 90°。如果*REV*端口电压大于*反转阈值电压*, 脉冲将比 脉冲早 90°,电机旋转方向将反转。

零点时, 脉冲为正, 脉冲为负。

当*步进模式*设置为 "半步进 "时,步进电机驱动单元可产生半步进模式所需的输出信号。在该模式下,全步进与半步进之间存在一个中间状态,即只有半绕组 中的一个绕组通电。因此,步长是步进电机全步长的一半。在半步进状态下,未通电的绕组短路。这大致相当于与绕组相连的反向电路二极管的作用。

微步

若要将转子推进零点几步,而不是整步或半步,可将*步进模式*参数设置为 "微步"。该模式可启用环形电流驱动的微步,并提高转子位置的分辨率。要选择分数步分辨率,请设置 每步微步数

每当*ENA*端口电压升至*启用阈值电压*以上时,设备就会启动一个微步。

在微步模式下,每个电机绕组中的电流遵循离散正弦波形。电流幅值等于*每相最大连续电流*参数值。

要增大或减小每个微步中的电流,驱动器会施加一个正或负的过电压,直到电流等于设定点。

如果*电源*设置为 "内部",则施加的过电压将等于*电源电压*的值。如果*电源*设置为 "外部",则施加的过电压等于*VM*和*GND*端口之间的电压。

平均模式

如果步进电机驱动单元和连接单元Stepper Motor 的*仿真模式*均设置为 "平均",则不会对单步进行仿真。这样可以加快模拟速度。在 "平均 "模式下,假定由外部控制器设置步进频率。步进电机驱动器模块上 ENAREF 端口之间的电压乘以 * 步进速率灵敏度 * 参数值,即可确定步进速率要求。旋转方向由 REF 端口设定,方式与 "步进 "模式相同。

平均 "模式必须向步进电机模块发送步进频率请求以及输出电压振幅信息。为此,需要在端口 A+A- 上施加等效电压。同样,通过向 B+B- 端口提供稳态电压(其值等于 * 输出电压幅值 * 参数)来传输输出电压幅值信息。

假设和限制

  • 要使用 "平均 "模式,步进电机驱动器模块必须直接连接到也在 "平均 "模式下运行的步进电机模块。

  • 从 "步进 "模式转换到 "平均 "模式再返回时,必须更改向步进电机驱动器模块提供输入电压的模块。实现这一目标的方法之一是使用子系统。

端口

非定向

# ENA — 触发输入电压
电力

Details

施加触发电压的非定向端口。

程序使用名称

enable_port

# REF — 控制信号的参考输出
电力

Details

连接控制信号参考线的非定向端口。

程序使用名称

reference_port

# REV — 控制电机旋转方向的输入电压
电力

Details

与输入控制电压相关的非定向端口。

程序使用名称

reverse_port

# A+ — 相位 A 的正极
电力

Details

非定向端口连接到正相端子

程序使用名称

p_a

# A- — A_ 相的负极
电力

Details

与负相端子相关的非定向端口

程序使用名称

n_a

# B+ — 相位 B 的正极
电力

Details

非定向端口连接到正相端子

程序使用名称

p_b

# B- — 相位 B 的负极
电力

Details

与负相端子相关的非定向端口

程序使用名称

n_b

# 虚拟机 — 供电电压
电力

Details

与供电电压相关的非定向端口。

依赖关系

要使用此端口,请将 电源 设置为 "外部"。

程序使用名称

p_supply

# 接地 — 电源接地
电力

Details

与电源相关的相对于地的非定向端口。

在外部供电模式下,端口 A-B- 内部连接至 GND。必须提供正电源电压,并且电源必须始终保持连接(例如,不能在电源和驱动器之间设置菊花链开关)。

依赖关系

要使用该端口,请将*电源*设置为 "外部"。

程序使用名称

n_supply

参数

参数

# Simulation mode — 模拟模式
Stepping | Averaged

Details

只有当设备直接连接到同样以平均模式运行的步进电机设备时,才使用 "平均"。

Stepping | Averaged

默认值

Stepping

程序使用名称

simulation_mode

可计算

# Enable threshold voltage — 阶跃阈值电压
V | MV | kV | mV

Details

ENA 端口的电压升至该值以上时,步进电机驱动单元启动步进。

依赖关系

要使用此参数,请将*模拟模式*设为 "步进"。

计量单位

V | MV | kV | mV

默认值

2.5 V

程序使用名称

V_enable

可计算

# Step rate sensitivity — 对步进频率要求的敏感性
1/Wb | Hz/V | A/(N*m) | A/(m*mN)

Details

该参数将通过 ENAREF 端口施加的电压转换为所需的阶跃频率。

依赖关系

要使用该参数,请将*模拟模式*参数设置为 "平均"。

计量单位

1/Wb | Hz/V | A/(N*m) | A/(m*mN)

默认值

10.0 Hz/V

程序使用名称

step_rate_sensitivity

可计算

# Reverse threshold voltage — 阈值反向电压
V | MV | kV | mV

Details

REV 端口的电压升至该阈值以上时, 脉冲将先于 脉冲 90°,电机旋转方向将反转。

计量单位

V | MV | kV | mV

默认值

2.5 V

程序使用名称

V_reverse

可计算

# Power supply — 电源
Internal | External

Details

如果 Power supply 设置为 "Internal"(内部),则施加的过电压将等于 Supply voltage 的值。如果 Power supply 设置为 "External"(外部),则施加的过电压将等于 VM 端口和 GND 端口之间的电压。

Internal | External

默认值

Internal

程序使用名称

power_supply_type

可计算

# Supply voltage — 外部电源电压
V | MV | kV | mV

Details

外部电源电压。

依赖关系

要使用此参数,请将*步进模式*设为 "微步进",*电源*设为 "内部"。

计量单位

V | MV | kV | mV

默认值

10.0 V

程序使用名称

V_supply

可计算

# Output voltage amplitude — 输出脉冲振幅
V | MV | kV | mV

Details

输出脉冲的振幅。

依赖关系

要使用该参数,请设置

  • 模拟模式*参数设置为 "平均"。

  • 模拟模式*参数设置为 "步进",*电源*参数设置为 "内部"。

计量单位

V | MV | kV | mV

默认值

10.0 V

程序使用名称

V_output

可计算

# Stepping mode — 分步模拟的步长
Full stepping | Half stepping | Microstepping

Details

分步模拟的步长:全步、半步或微步。

依赖关系

要使用该参数,请将*模拟模式*参数设置为 "步进"。

Full stepping | Half stepping | Microstepping

默认值

Full stepping

程序使用名称

stepping_mode

可计算

# Stepping mode (averaged) — 平均建模的步长
Full stepping | Half stepping

Details

平均建模的步长:全步长或半步长。

依赖关系

要使用该参数,请将*模拟模式*参数设置为 "平均"。

Full stepping | Half stepping

默认值

Full stepping

程序使用名称

stepping_mode_averaged

可计算

# Number of microsteps per step — 每步的微步数

Details

每步的微步数。该值必须是 2 的正幂。

依赖关系

要使用该参数,请将*步进模式*参数设置为 "微步"。

默认值

4

程序使用名称

step_division_ratio

可计算

# Maximum continuous current per phase — 每相最大持续电流
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

每相最大持续电流。

依赖关系

要使用此参数,请将 步进模式 设置为 "微步进"。

计量单位

A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

默认值

1.2 A

程序使用名称

I_max

可计算