入门:步进电机驱动控制系统及常用方法

2014-04-18 09:42 来源:电子信息网 作者:云际

步进电机在工业应用领域中是不可或缺的,本文就将讲解对于步进电机操作中的控制系统以及常用的方法,希望对刚入行的朋友有所帮助。

首先,步进电机驱动控制系统由驱动电路、控制电路和步进电机组成。驱动电路是由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;控制电路大多用于产生脉冲,控制电机的速度和转向;而步进电机是负责控制信号经驱动器放大后驱动步进电机,带动负载。

那么步进电机常见的驱动方式包括哪些?一般情况下,大多数步进电机的驱动方式可分为高低压驱动和单电压驱动方法。那么这两种方法的优势或者说不同之处在于什么?将通过以下内容进行讲解。

高低压驱动是为了使通电时绕组能迅速到达设定电流,关断时绕组电流迅速衰减为零,同时又具有较高的效率,出现了高低压驱动方式。Th、T1分别为高压管和低压管,Vh、V1分别为高低压电源,Ih、I1分别为高低端的脉冲信号,在导通前沿用高电压供电来提高电流的前沿上升率,而在前沿过后用低电压来维持绕组的电流。

此种方法最大的特性就是可以获得比较好的高频,但不可否认的是由于高压管的导通时间不变,在低频时,绕组获得了过多的能量,容易引起振荡,供应步进电机、步进电机驱动器、步进伺服电机、减速步进电机以及线性滑台的山社电机技术工程师建议可通过改变其高压管导通时间来解决低频振荡问题,然而其控制电路较单电压复杂,可靠性降低,一旦高压管失控,将会因电流太大损坏电机。

相较于高低压驱动,单电压驱动方法是在电机绕组工作过程中,只用一个方向电压对绕组供电。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,为绕组电流提供一个泄放回路,也称“续流回路”。

结构简单、元件少、成本低、可靠性高是单电压功率驱动电路的优点,同时不可这种方法也存在着缺点,就是由于串入电阻后,功耗加大,所以导致整个功率驱动电路的效率都比较低,最终的出结论,此种方法仅适合于驱动小功率步进电机

步进电机

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