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樓主  發(fā)表于: 2018-04-24 11:36
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(1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方法
由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理知道,要使電動(dòng)機(jī)正常的一步一步地運(yùn)行,控制脈沖必須按一定的順序分別供給電動(dòng)機(jī)各相。例如三相單拍驅(qū)動(dòng)方式,供給脈沖的順序?yàn)锳—B—C—A或A—C—B—A,稱為環(huán)形脈沖分配。脈沖分配有兩種方式:一種是硬件脈沖分配(或稱為脈沖分配器),另一種是軟件脈沖分配,是由計(jì)算機(jī)的軟件完成的。
① 脈沖分配器 脈沖分配器可以用門電路及邏輯電路構(gòu)成,提供符合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制指令所需的順序脈沖。按其電路結(jié)構(gòu)不同,可分為TTL集成電路和CMOS集成電路。
這兩種脈沖分配器的工作方法基本相同。即當(dāng)各個(gè)引腳連接好之后,通過(guò)一個(gè)脈沖輸入端控制步進(jìn)的速度;另一個(gè)輸入端控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向,并有與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù)相同的輸出端分別控制電動(dòng)機(jī)的各相。這種硬件脈沖分配器通常都包含在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電源內(nèi)。數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)插補(bǔ)運(yùn)算,得出每個(gè)坐標(biāo)軸的位移信號(hào),通過(guò)輸出接口,向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電源定時(shí)發(fā)出位移脈沖信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)。
② 軟件脈沖分配 在計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,可以采用軟件的方法實(shí)現(xiàn)環(huán)形脈沖分配。

上圖是一個(gè)8031單片機(jī)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路接口連接的框圖。P1口的三個(gè)引腳經(jīng)過(guò)光電隔離、功率放大之后,分別與電動(dòng)機(jī)的A、B、C三相連接。
采用軟件進(jìn)行脈沖分配雖然增加了軟件編程的復(fù)雜程度,但它省去了硬件環(huán)形分配器。系統(tǒng)減少了器件,降低了成本,也提高了系統(tǒng)的可靠性。
(2)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源
環(huán)形脈沖分配器輸出的電流很小(毫安級(jí)),必須經(jīng)過(guò)功率放大。過(guò)去采用單電壓驅(qū)動(dòng)電路,后來(lái)常用高低壓驅(qū)動(dòng)電路,現(xiàn)在則比較多地采用恒流斬波和調(diào)頻調(diào)壓等形式的驅(qū)動(dòng)電路。下面介紹單電壓驅(qū)動(dòng)電路的簡(jiǎn)單原理和特點(diǎn)。
單電壓驅(qū)動(dòng)電路的工作原理如下圖。

圖中L為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的電感,Ra為繞阻電阻,RC為外接電阻。電阻RC并聯(lián)一電容C(可以提高負(fù)載瞬間電流),從而提高電動(dòng)機(jī)的快速響應(yīng)能力和啟動(dòng)性能。續(xù)流二極管VD和阻容吸收回路RC,是功率管VT的保護(hù)電路。
單電壓驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是電流上升不夠快,高頻時(shí)帶負(fù)載能力低。
(3)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)
在實(shí)際應(yīng)用中,為了提高進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分辨率,要求對(duì)步距角進(jìn)一步細(xì)分。在不改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下,為了達(dá)到這一目的,將額定電流以階梯波的方式輸入。此時(shí),電流分成很多個(gè)臺(tái)階,則轉(zhuǎn)子就以同樣的步數(shù)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)電動(dòng)機(jī)固有的步距角。這樣將一個(gè)步距角細(xì)分成若干步的驅(qū)動(dòng)方法稱為細(xì)分驅(qū)動(dòng)。
細(xì)分驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是使步距角減小,運(yùn)行平穩(wěn),提高勻速性,并能減弱或消除振蕩。
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