原创 论步进电机传统抱闸刹车痛点与改进方案

步进电机其结构形式上可分为永磁式步进电机、反应式步进电机和混合式步进电机等多种类型。那步进电机刹车是怎么实现的？步进电机本身有保持力矩，利用电机的保持力矩在通电的情况下可以锁死电机，即相当于刹车（抱闸）。在垂直运行机构中，存在机构断电而驱动器失去锁力的情况，所以必须考虑使用刹车器，以免机构因失去驱动器锁力而直接下坠造成损坏。传统控制刹车器需外接12~24VDC，当步进电机断电时，刹车瞬间启动，起到固定电机轴的作用以解决步进电机断电时电机仍可以维持锁死状态。对于所有制动器，必须外接一个DC24V电压,该制动力需借助于一个压缩弹簧或一个永磁体，以电磁方式形成气隙，促使移较重物体在运动中能在短时间内减速或限制性停留。

传统的电机刹车控制模式（如下图）一般为PLC控制继电器给刹车供电，设备断电就断开刹车电源，设备上电就接通刹车电源，不过由于步进电机驱动器使能的滞后性，上电时，刹车电源最好是延时通电，不然会下坠一段距离。传统的控制模式在使用时有以下缺点： 

1.刹车发热大，一般工作一段时间，刹车温度可到90摄氏度以上。造成刹车寿命缩短，安全隐患等。

2.对继电器，PLC等外部器件依赖信高，如果那个环节出问题，容易损坏电机或抱闸！比如在运动状况下如果继电器损坏，刹车失电抱死，造成刹车损坏。

3.成本相对过高，接线麻烦。

为此>立三机电特别开发了内置刹车控制型驱动器，在传统驱动器的基础上，通过ALM接口输出一个电压信号连接刹车（抱闸）。其工作原理是驱动器上电后，ALM输出一个瞬间24V电压打开抱闸，抱闸打开后降低输出电压至11V，维持抱闸处于松开状态。这一特别开发的内置刹车系统成功解决掉垂直轴电机在急停情况下电机垂直轴往下掉这一问题。立三机电刹车控制特点如下：

1.接线简单。

2.由于工作电压点，所以温升低，基本和步进电机保持一致，实测温升10几度。

3.可靠性高，由步进驱动器直接控制电机和抱闸，能百分百保证在电机转动时抱闸始终处于松开状态，且抱闸反应时间比普通PLC快50ms以上。一旦驱动器或电机出现故障，驱动器会立即刹车并报警，电机停止转动，刹车抱闸将机构固定在安全高度。

4.节约成本，省掉继电器等外部器件。

   立三机电这一研发应用解决工业控制中电机因突然断电情况下传统电机抱闸导致的抱闸不及时等问题，立三机电致力于工业电机运动控制领域。