步進電機驅動方案概述

admin @ 2014-03-26 , reply:0

    眾所周知,步進電機的驅動方式有整步,半步,細分驅動。三者即有區別又有聯繫,目前,市面上很多驅動器支持細分驅動方式。本文主要描述這三種驅動的概述。 
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    如下圖是兩相步進電機的內部定子示意圖,為了使電機的轉子能夠連續、平穩地轉動,定子必須產生一個連續、平均的磁場。因為從宏觀上看,電機轉子始終跟隨電機定子合成的磁場方向。如果定子合成的磁場變化太快,轉子跟隨不上,這時步進電機就出現失步現象。
 
    既然電機轉子是跟隨電機定子磁場轉動,而電機定子磁場的強度和方向是由定子合成電流決定且成正比。即只要控制電機的定子電流,則可以達到驅動電機的目的。下圖是兩相步進電機的電流合成示意圖。其中Ia是由A-A`相產生,Ib是由B-B`相產生,它們兩個合成后產生的電流I就是電機定子的合成電流,它可以代表電機定子產生磁場的大小和方向。
  
    有了以上的步進電機背景描述后,對於步進電機的整步、半步、細分的三種驅動方式,都會是同一種方法,只是電流把一個圓(360°)分割的粗細程序不同。
 
整步驅動
    對於整步驅動方式,電機是走一個整步,如對於一個步進角是3.6°的步進電機,整步驅動是每走一步是走3.6°。
    下圖是整步驅動方式中,電機定子的電流次序示意圖:
  
    由上圖可知,整步驅動每一時刻只有一個相通電,所以這種驅動方式的驅動電路可以是很簡單,程序代碼也是相對容易實現,且由上圖可以得到電機整步驅動相序如下:
BB’→A’A→B’B→AA’→BB’
    下圖是這種驅動方式的電流矢量分割圖: 
 
可見,整步驅動方式的電流矢量把一個圓平均分割成四份。
下圖是整步驅動方式的A、B相的電流I vs T圖:
 
可以看出,整步驅動描出的正弦波是粗糙的。使用這種方式驅動步進電機,低速時電機會抖動,雜訊會比較大。但是,這種驅動方式無論在硬體或軟體上都是相對簡單,從而驅動器製造成本容易得到控制。
 



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