步进电机
Arduino 简易FOC库支持市面上大多数常见的步进电机。
步进电机是无刷直流电机的一个子集,它们具有以下一些特点:
- 两相电机 - 4 根线
- 极对数相对较多 >50
- 内阻通常 >5Ω
- 电流通常低于 <5A
步进电机是最常见的 hobby 电机之一,应用广泛。使用步进电机的主要优点是:
- 价格 - 电机和驱动器都相当便宜
- 使用简单 - 方向和步进接口
- 性能良好 - 保持扭矩高,速度可达 1000rpm
步进电机使用磁场定向控制的好处
在开环(无位置传感器)控制模式下使用步进电机的主要问题是,我们不得不忽略电机及其负载的所有动态特性。我们假设电机能够服从我们发出的任何指令。因此,在使用步进电机时,我们往往会低估电机的能力,以确保电机能够完成我们要求的所有动作。
这一点在 3D 打印机上很容易看到,例如,如果你将打印机的移动速度设置得过高,电机就会开始丢步(错过步骤或无法跟随),从而破坏你的打印成果。因此,打印机通常有一个进给率因子,使你能够放慢指令速度,避免电机无法完成的动作。
步进电机开环控制的另一个问题是不知道电机的位置,这使得控制算法无法应对来自环境的干扰。同样在 3D 打印中,这个问题被称为丢步。如果 3D 打印机的喷嘴卡住一秒钟,3D 打印机不会知道,它会继续向电机发送命令,就好像电机一直在跟随指令一样。这往往会导致打印失败。
因此,将 FOC 算法用于步进电机的一些好处是:
- 更好的动态性能
- 需要适当选择步进驱动器 + 位置传感器 + 微控制器
- 不会丢步
- 抗干扰能力
- 更节能
- 电机电压经过调制,以最小化定位误差 -(通常是固定的)
- 可反向驱动
一些支持的电机
以下是不同价格范围的步进电机示例,这些电机已成功通过该库的测试。
| 示例 | 描述 | 规格 | 链接 | 价格 |
|---|---|---|---|---|
![]() | NEMA14 BYGHW | - 50PP(200 步) - 18N.cm - 12V/1.2A - 8.8Ω - 35x35x35mm | Ebay | 10 美元 |
![]() | NEMA17 42BYGH34-0400A | - 50PP(200 步) - 26N.cm - 12V/0.4A - 30Ω - 42x42x34mm | Ebay | 12 美元 |
![]() | NEMA 17HS19-2004S1 | - 50PP(200 步) - 59N.cm - 12V/2A - 4Ω - 42x42x48mm | Ebay | 17 美元 |
![]() | NEMA23 57BYGH | - 50PP(200 步) - >100N.cm - 12V/2.5A - 1.2Ω - 56x56x56mm | Ebay | 30 美元 |



