步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。其主要優(yōu)點是有較高的定位精度,無位置累積誤差;特有的開環(huán)運行機制,與閉環(huán)控制系統(tǒng)相比降低了系統(tǒng)成本,提高了可靠性,在數(shù)控領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是,步進電機在低速運行時的振動、噪聲大,在步進電機的自然振蕩頻率附近運行時易產(chǎn)生共振,且輸出轉(zhuǎn)矩隨著步進電機的轉(zhuǎn)速升高而下降,這些缺點限制了步進電機的應(yīng)用范圍。步進電機的性能在很大程度上取決于所用的驅(qū)動器,改善驅(qū)動器的性能,可以顯著地提高步進電機的性能,因此研制高性能的步進電機驅(qū)動器是一項普遍關(guān)注的課題。
1 步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)概述:步進電機驅(qū)動器、步進電機控制、步進電機控制
通常情況下,步進電機驅(qū)動系統(tǒng)由3部分構(gòu)成:
①控制電路。用于產(chǎn)生脈沖,控制電機的速度和轉(zhuǎn)向。
②驅(qū)動電路。即本文的研究內(nèi)容,由圖1所示的脈沖信號分配和功率驅(qū)動電路組成。根據(jù)控制器輸入的脈沖和方向信號,為步進電機各繞組提供正確的通電順序,以及電機需要的高電壓、大電流;同時提供各種保護措施,比如過流、過熱等。
③步進電機。控制信號經(jīng)驅(qū)動器放大后驅(qū)動步進電機,帶動負載。
2 步進電機驅(qū)動方法的比較:機械雕刻機步進電機驅(qū)動器、打標機步進電機驅(qū)動器
2.1 恒電壓驅(qū)動方式:步進馬達驅(qū)動器、步進馬達控制、步進馬達驅(qū)動
2.1.1 單電壓驅(qū)動:雕刻機步進電機驅(qū)動器、三相混合步進電機驅(qū)動器
單電壓驅(qū)動是指在電機繞組工作過程中,只用一個方向電壓對繞組供電。如圖2所示,L為電機繞組,VCC為電源。當輸入信號In為高電平時,提供足夠大的基極電流使三極管T處于飽和狀態(tài),若忽略其飽和壓降,則電源電壓全部作用在電機繞組上。當In為低電平時,三極管截止,繞組無電流通過。
為使通電時繞組電流迅速達到預(yù)設(shè)電流,串入電阻Rc;為防止關(guān)斷T時繞組電流變化率太大,而產(chǎn)生很大的反電勢將T擊穿,在繞組的兩端并聯(lián)一個二極管D和電阻Rd,為繞組