步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行机构。其主要优点是有较高的定位精度,无位置累积误差;特有的开环运行机制,与闭环控制系统相比降低了系统成本,提高了可靠性,在数控领域得到了广泛的应用。但是,步进电机在低速运行时的振动、噪声大,在步进电机的自然振荡频率附近运行时易产生共振,且输出转矩随着步进电机的转速升高而下降,这些缺点限制了步进电机的应用范围。步进电机的性能在很大程度上取决于所用的驱动器,改善驱动器的性能,可以显著地提高步进电机的性能,因此研制高性能的步进电机驱动器是一项普遍关注的课题。
1 步进电机驱动控制系统概述:步进电机驱动器、步进电机控制、步进电机控制
通常情况下,步进电机驱动系统由3部分构成:
①控制电路。用于产生脉冲,控制电机的速度和转向。
②驱动电路。即本文的研究内容,由图1所示的脉冲信号分配和功率驱动电路组成。根据控制器输入的脉冲和方向信号,为步进电机各绕组提供正确的通电顺序,以及电机需要的高电压、大电流;同时提供各种保护措施,比如过流、过热等。
③步进电机。控制信号经驱动器放大后驱动步进电机,带动负载。
2 步进电机驱动方法的比较:机械雕刻机步进电机驱动器、打标机步进电机驱动器
2.1 恒电压驱动方式:步进马达驱动器、步进马达控制、步进马达驱动
2.1.1 单电压驱动:雕刻机步进电机驱动器、三相混合步进电机驱动器
单电压驱动是指在电机绕组工作过程中,只用一个方向电压对绕组供电。如图2所示,L为电机绕组,VCC为电源。当输入信号In为高电平时,提供足够大的基极电流使三极管T处于饱和状态,若忽略其饱和压降,则电源电压全部作用在电机绕组上。当In为低电平时,三极管截止,绕组无电流通过。
为使通电时绕组电流迅速达到预设电流,串入电阻Rc;为防止关断T时绕组电流变化率太大,而产生很大的反电势将T击穿,在绕组的两端并联一个二极管D和电阻Rd,为绕组