步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器技術(shù)
 步進(jìn)電動機(jī)上個世紀(jì)就出現(xiàn)了，它的組成、工作原理和今天的反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)沒有什么本質(zhì)區(qū)別，也是依靠氣隙間的磁導(dǎo)變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。上世紀(jì)80 年代以后，由于廉價的微型計算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動機(jī)的控制方式變得更加靈活多樣。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)指的是用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的驅(qū)動級來實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)各相繞組的通電和斷電，同時也是對繞組承受的電壓和電流進(jìn)行控制的技術(shù)。到目前為止，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)通常分為單電壓驅(qū)動、單電壓串電阻驅(qū)動、高低壓驅(qū)動、斬波恒流驅(qū)動、升煩升壓驅(qū)動和細(xì)分驅(qū)動等。單電壓驅(qū)動是通過改變電路的時間常數(shù)以提高電機(jī)的高頻特性。該驅(qū)動方式早在六十年代初期國外就已大量使用，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低;缺點是串接電阻器的做法將產(chǎn)生大量的能量損耗，尤其是在高頻工作時更加嚴(yán)重，因而它只適用于小功率或?qū)π阅苤笜?biāo)要求不高的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。單電壓串電阻驅(qū)動是在單電壓驅(qū)動技術(shù)的基礎(chǔ)上為電樞繞組E 路串入電阻，用以改善電路的時間常數(shù)以提高電機(jī)的高頻特性。它提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻響應(yīng)、減少了電動機(jī)的共振，也帶來了損耗大、效率低的缺點。這種驅(qū)動方式目前E 要用于小功率或啟動、運行頻率要求不高的場合。高低壓驅(qū)動是指不論電動機(jī)的工作頻率是多少，在導(dǎo)通相的前沿用高電壓供電來提高電流的上升沿斜率，而在前沿過后采用低電壓來維持繞組的電流，即采用加大繞組電流的注入量以提高出力，而不是通過改善電路的時間常數(shù)來使矩頻性能得以提高。但是使用這種驅(qū)動方式的電機(jī)，其繞絲的電流波形在高壓工作結(jié)束和低壓工作開始的銜接處呈凹形，致使電機(jī)的輸出力矩有所下降。這種驅(qū)動方式目前在實際應(yīng)用中還比較常見。為了彌補(bǔ)高低壓電路中電流波形的下凹，提高輸出轉(zhuǎn)矩，七十年代中期研制出斬波電路，該電路由于采用斬波技術(shù)，使繞組電流在額定值上下成鋸齒形波動，流過繞組的有效電流相應(yīng)增加，故電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，而且不需外接電阻，整個系統(tǒng)的功耗下降，效率較高，因而恒流斬波電路得到了廣泛應(yīng)用，本文正是應(yīng)用恒流斬波支術(shù)實現(xiàn)了驅(qū)動控制。為改善恒流驅(qū)動方式的低頻特性，設(shè)計一個低速時低電壓驅(qū)動，高速時高電壓驅(qū)動的電路，使其成為一個由脈沖頻率控制的可變輸出電壓的開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動電源。在低速運行時，電子控制器調(diào)節(jié)功率開關(guān)管的導(dǎo)通角，使線路輸出的平均電壓較低，電動機(jī)不會像在恒流斬波驅(qū)動下那樣在低速容易出現(xiàn)過沖或共振現(xiàn)象，從而避免產(chǎn)生明顯的振蕩。當(dāng)運行速度逐漸變快時，平均電壓漸漸提高以提供給繞組足夠的電流。調(diào)頻調(diào)壓線路性能優(yōu)于恒電壓和恒電流線路，但實際運行中需要針對不同參數(shù)的電機(jī)，相應(yīng)調(diào)整其輸出電壓與輸入頻率的特性。細(xì)分驅(qū)動是指在每次脈沖切換時，不是將繞組的全部電流通入或切除，而是只改變相應(yīng)繞絲.中電流的一-部分，電動機(jī)的合成磁勢也貝旋轉(zhuǎn)步距角的部分。細(xì)分驅(qū)動時，繞絲電流不是- 一個方波而是階梯波，額定電流是臺階式的投入或切除。比如: 電流分成n 個臺價，轉(zhuǎn)子則需要n 次才轉(zhuǎn)過一個步距角，即n 細(xì)分細(xì)分驅(qū)動最主要的優(yōu)點是步距角變小，分辨率提高， 且.提高了電機(jī)的定位精度、啟動性能和高頻輸出轉(zhuǎn)知: 其次，減弱或消除了步進(jìn)電機(jī)的低頻振動，降低了步進(jìn)電機(jī)在共振區(qū)工作的幾率�？梢哉f細(xì)分驅(qū)動技術(shù)是步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動與控制技術(shù)的- 一個飛躍。 北京時代超群電器科技有限公司
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