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《步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制在電機(jī)繞組回路中串有電阻Rs，使電機(jī)回路時(shí)間常數(shù)減小，高頻時(shí)電機(jī)能產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩，還能緩解電機(jī)的低頻共振現(xiàn)象，但它引起附加的損耗。一般情況下，簡(jiǎn)單單電壓驅(qū)動(dòng)線路中，Rs是不可缺少的。Rs對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單步響應(yīng)的改善雙電壓功率驅(qū)動(dòng)接口 雙電壓驅(qū)動(dòng)的功率接口如圖4所示。雙電壓驅(qū)動(dòng)的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓UL驅(qū)動(dòng)，而在高速（高頻段）時(shí)用較高的電壓UH驅(qū)動(dòng)。這種功率接口需要兩個(gè)控制信號(hào)，Uh為高壓有效控制信號(hào)，U為脈沖調(diào)寬驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。圖中，功率管TH和二極管DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)Uh低電
2、平，TH關(guān)斷，DL正偏置，低電壓UL對(duì)繞組供電。反之Uh高電平，TH導(dǎo)通，DL反偏，高電壓UH對(duì)繞組供電。這種電路可使電機(jī)在高頻段也有較大出力，而靜止鎖定時(shí)功耗減小。高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口如圖5所示。高低壓驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是，不論電機(jī)工作頻率如何，均利用高電壓UH供電來(lái)提高導(dǎo)通相繞組的電流前沿，而在前沿過(guò)后，用低電壓UL來(lái)維持繞組的電流。這一作用同樣改善了驅(qū)動(dòng)器的高頻性能，而且不必再串聯(lián)電阻Rs，消除了附加損耗。高低壓驅(qū)動(dòng)功率接口也有兩個(gè)輸入控制信號(hào)Uh和Ul，它們應(yīng)保持同步，且前沿在同一時(shí)刻跳變，如圖5所示。圖中，高壓管V
3、TH的導(dǎo)通時(shí)間tl不能太大，也不能太小，太大時(shí)，電機(jī)電流過(guò)載；太小時(shí)，動(dòng)態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。恒流驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是，設(shè)法使導(dǎo)通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時(shí)均保持固定數(shù)值。使電機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。這是目前使用較多、效果較好的一種功率接口。圖6是斬波恒流功率接口原理圖。圖中R是一個(gè)用于電流采樣的小阻值電阻，稱為采樣電阻。當(dāng)電流不大時(shí)，VT1和VT2同時(shí)受控于走步脈沖，當(dāng)電流超過(guò)恒流給定的數(shù)值，VT2被封鎖，電源U被切除。由于電機(jī)繞組具有較大電感，此時(shí)靠二極管VD續(xù)流，維持繞組電流，電機(jī)靠消耗電
4、感中的磁場(chǎng)能量產(chǎn)生出力。此時(shí)電流將按指數(shù)曲線衰減，同樣電流采樣值將減小。當(dāng)電流小于恒流給定的數(shù)值，VT2導(dǎo)通，電源再次接通。如此反復(fù)，電機(jī)繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數(shù)值上，形成小小的鋸齒波，如圖6所示。L298芯片是一種H橋式驅(qū)動(dòng)器，它設(shè)計(jì)成接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。H橋可承受46V電壓，相電流高達(dá)2.5A。L298(或XQ298，SGS298)的邏輯電路使用5V電源，功放級(jí)使用5~46V電壓，使用L297(環(huán)形分配器專用芯片)和L298構(gòu)成的具有恒流斬波功能的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩相驅(qū)
5、動(dòng)器一個(gè)，步進(jìn)電機(jī)一個(gè)，PC+并口線一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的變速就是控制CP脈沖的頻率，方向就是改變DIR，DIR由高電平到低電平步進(jìn)電機(jī)就會(huì)改變方向，或者換過(guò)來(lái)由低到高，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)變?yōu)榱硪粋€(gè)方向。CD40174相步進(jìn)電機(jī),用4拍的方式最簡(jiǎn)單,正轉(zhuǎn)A-B-C-D-A,反轉(zhuǎn)A-D-C-B-A.時(shí)基用NE555,下一級(jí)接到分頻器,分頻器用來(lái)做調(diào)速,具體可以用CD4017來(lái)做,通過(guò)開(kāi)關(guān)切換成模1-10的狀態(tài)（可以直接調(diào)節(jié)時(shí)間脈沖頻率）,再具體點(diǎn)就是把CD4017的10個(gè)輸出端中的某位與其復(fù)位端相接,而分頻輸出就接在復(fù)位端上,輸出的信
6、號(hào)作為下一級(jí)的時(shí)鐘源,下一級(jí)的A-B-C-D邏輯輸出也用CD4017來(lái)完成,但需要接成固定的模4的狀態(tài),正反轉(zhuǎn)用電子開(kāi)關(guān)CD4052來(lái)切換,CD4052有兩組4位輸入端,一組按照ABCD接,另外一組按照DCBA接,那么通過(guò)切換選擇,就可以讓CD4052輸出不同的方向脈沖,脈沖的輸出還不能直接接步進(jìn)電機(jī),因?yàn)轵?qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)需要一定大的電流.需要用4個(gè)NPN的三極管開(kāi)漏輸出接4相步進(jìn)電機(jī)的4個(gè)繞組的一端,而繞組的另外一端全部接正電壓,或者直接用ULN2803之類的驅(qū)動(dòng)芯片做驅(qū)動(dòng)也行.這樣做出來(lái)的電路能實(shí)現(xiàn)的功能有:10級(jí)速度
7、,正反轉(zhuǎn)控制,完成了設(shè)計(jì)要求
