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步进电动机驱动电路

2013-02-15 00:32 作者:sigan8.com 来源: 雷研传动 浏览: 1,185 次 我要评论 字号:

摘要: 步进电动机驱动电路 步进电动机各励磁绕组是按一定节拍,依次轮流通电工作的。为此,需将CNC发出的控制脉冲按步进电动机规定的通电顺序分配到定子各励磁绕组中,完成脉冲分配功能的元件称为环形分配器。但环形分配器发出的脉冲功率很小,不能直接驱动步进电动机,必须经驱动电...

步进电动机驱动电路
步进电动机各励磁绕组是按一定节拍,依次轮流通电工作的。为此,需将CNC发出的控制脉冲按步进电动机规定的通电顺序分配到定子各励磁绕组中,完成脉冲分配功能的元件称为环形分配器。但环形分配器发出的脉冲功率很小,不能直接驱动步进电动机,必须经驱动电路将信号进行功率放大,驱动步进电动机工作。

直接涉及步进电动机控制的环节主要包括环形分配器和脉冲功率放大器。环形分配器负责输出对应于步进电动机工作方式的脉冲序列,功率放大器则主要将环形分配器输出的信号进行功率放大,使输出脉冲能够直接驱动电动机工作。不同的驱动器还会结合实际需要而增加相应的保护,调节或改善电动机运行性能的环节,其控制步进电动机的方式也各有不同。常见的驱动方式的系统基本结构。

(1)单电压驱动。仅采用单极性脉冲电压供电,这种方式线路简单,但效率低。

(2)双电压驱动。根据所使用的频段分别采用高低电压控制步进电动机,高频段运行时采用高电压控制,反之采用低电压控制。

(3)高低压驱动。在电动机导通相的脉冲前沿施加高电压,提高脉冲前沿的电流上升率。前沿过后,电压迅速下降为低电压,用以维持绕组中的电流。这种控制方式能够提高步进电动机的
效率和运行频率。为补偿脉冲后沿的电流下凹,可采用高压断续施加,它能够明显改善电动机的机械特性。

(4)斩波恒流驱动。使用带电流反馈的斩波恒流控制装置,能够使导通相在各种工作方式下保持额定值,电动机效率高,运行特性好。

(5)调频调压驱动。根据电动机运行时的脉冲频率变化自动调节电压值。高频时,采用高电压加快脉冲前沿的电流上升速度,提高驱动系统的高频响应;低频时,低电压使绕组电流上升平缓,可以减少转子的振荡幅度,防止过冲。

(6)细分控制。普通控制方式下,环形分配器给出的脉冲特征主要表现在脉冲的有无及其组合顺序上。步进电动机接受这些驱动脉冲后所建立的磁场主要位于单相绕组的轴线或多相绕组轴线的平分线或对称点上,电动机运行的步距角一般只能在钆或目以之上,即电动机整步或半步工作。

细分控制的思路是:以阶梯波的形式逐渐增加或减少绕组电流,逐步实现脉冲在相邻拍对应的导通相之间进行切换。这种持续渐进的切换方式使电动机绕组合成磁场的方向也随电流的渐增(减)而略有变化,这样就可在原理上使转子的旋转在细分数为Ⅳ的情况下达到对应无细分步距角的1/N。

当然,由于均匀阶梯波细分时,合成磁场每步的偏移量与细分阶梯之间没有严格的线性关系,细分后电动机的步距角不均匀,易引起电动机的振动和失步,降低其运行的稳定性。等步距角细分时需要根据步距角及各步所对应的磁场空间矢量位置调整各阶梯的电流值。

 

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