步進電機的使用性能和它的驅動電源有著密切的關(guan) 係,步進電機的恒流斬波驅動技術雖然從(cong) 一定程度上解決(jue) 了步進電機運行中的一些問題,如電源效率低、電流波形差等,但步進電機的固有分辨率低的問題還沒有解決(jue) 。在第三章中從(cong) 理論上對步進電機的細分驅動技術的可行性進行了分析,從(cong) 分析中可以看出,隻要對步進電機繞組中的電流作適當的調整,就可以實現步距角的可變細分。所以,對步進電機的細分驅動技術進行應用性研究,具有較高的現實意義(yi) 。
步進電機的細分控製是由步進電機驅動器精確控製步進電機得相電流來實現的。以二相電機為(wei) 例,假如電機的相電流為(wei) 3A,如果使用常規驅動器(如常用的恒流斬波方式)驅動步進電機,步進電機每運行一步,其繞組內(nei) 的電流將從(cong) 0突變為(wei) 3A或由3A突變到0,相電流的巨大變化,必然會(hui) 引起步進電機運行的振蕩和噪音。如果使用細分驅動器,在10細分相-狀態下驅動該電機,電機每走一微步,其繞組內(nei) 的電流變化隻有0.3A而不是3A且電流是以正弦曲線規律變化,這樣就大大的改善了步進電機的振蕩和噪音。提高步進電機性能上的優(you) 點才是細分的真正優(you) 點。
步進電機的細分驅動,就是要使步進電機以較小的步距分辨率運行,從(cong) 分析中可以看出,當步進電動機以三相六拍方式運行時,從(cong) 技術的角度來講,比較容易實現較高的步距分辨率,所以在本設計中,采用在三相六拍運行方式的基礎上進行步進電機細分驅動器的設計。
電路整體(ti) 設計:
在步進電機的細分驅動電路中,功率驅動電路是整個(ge) 步進電機驅動器的核心部分,也是影響整個(ge) 步進電機驅動器的體(ti) 積的主要因素。一般的步進電機驅動器由於(yu) 限流電阻的存在和末級功放管處於(yu) 放大狀態而發熱嚴(yan) 重,必須增加散熱裝置,電路才能正常工作,從(cong) 而使體(ti) 積增大,效率降低,要想減小體(ti) 積提高效率,就必須去掉限流電阻,並使功放管處於(yu) 開關(guan) 狀態。
為(wei) 此,在本驅動電路中將脈寬調製技術應用於(yu) 步進電機驅動電路,它的基本思想是功放管工作在開關(guan) 狀態,通過對功放管開關(guan) 時間的控製,將直流電壓轉換成某種頻率的方波電壓加在步進電機繞組的兩(liang) 端,通過對方波脈衝(chong) 寬度的調節與(yu) 控製,利用步進電機繞組本身的電感對電流的濾波作用來控製電機繞組中的平均電流。這樣就可以取消功放回路中的限流電阻而采用較高的電源電壓,從(cong) 而使整個(ge) 電路的發熱降到最低程度,大大提高了電源效率,而且可以減小甚至去掉散熱裝置,使步進電機驅動器的體(ti) 積大大縮小。
杭州浙機科技有限公司生產(chan) 的步進電機驅動器:全係列2/3/5 相混合式步進電機驅動器,采用專(zhuan) 用驅動芯片及優(you) 質電子元器件,控製方案集成度高,設計專(zhuan) 業(ye) ,控製穩定,定位精確。具有高細分采集,高精度定位,及非常穩定的性能。
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