步进电机驱动器

blockType: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Stepper.BipolarMotorDriver

图书馆路径:

/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和。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，即只有半绕组或中的一个绕组通电。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步进电机的 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 ENA 和 REF 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+ 和 A- 上施加等效电压。同样，通过向 B+ 和 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- 和 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

# 模拟模式 — 模拟模式
步进 | 平均值

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"。

值	`Stepping` \| `Averaged`
默认值	`Stepping`
程序使用名称	`simulation_mode`
可计算	无

# 启动阈值电压 — 阶跃阈值电压
V | uV | 毫伏 | 千伏 | MV

Details

当 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` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`2.5 V`
程序使用名称	`V_enable`
可计算	是

# 阶跃速率灵敏度 — 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 ENA 和 REF 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/(Nm)` \| `A/(mmN)`
默认值	`10.0 Hz/V`
程序使用名称	`step_rate_sensitivity`
可计算	是

# 反向阈值电压 — 阈值反向电压
V | uV | mV | 千伏 | MV

Details

当 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` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`2.5 V`
程序使用名称	`V_reverse`
可计算	是

# 电源 — 电源
内部 | 外部

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。

值	`Internal` \| `External`
默认值	`Internal`
程序使用名称	`power_supply_type`
可计算	无

# 电源电压 — 外部电源电压
V | uV | 毫伏 | 千伏 | 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` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`10.0 V`
程序使用名称	`V_supply`
可计算	是

# 输出电压振幅 — 输出脉冲振幅
V | uV | 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` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`10.0 V`
程序使用名称	`V_output`
可计算	是

# 步进模式 — 分步模拟的步长
全步进 | 半步进 | 微步进

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"。

值	`Full stepping` \| `Half stepping` \| `Microstepping`
默认值	`Full stepping`
程序使用名称	`stepping_mode`
可计算	无

# 步进模式（平均值） — 平均建模的步长
全步进 | 半步进

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"。

值	`Full stepping` \| `Half stepping`
默认值	`Full stepping`
程序使用名称	`stepping_mode_averaged`
可计算	无

# 每步微步数 — 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	是

# 每相最大持续电流 — 每相最大持续电流
A | pA | nA | uA | 毫安 | 千安 | MA

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` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`1.2 A`
程序使用名称	`I_max`
可计算	是

实例

步进电机控制