步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成部分包括驅(qū)動(dòng)電路，步進(jìn)電機(jī)和控制電路。
1.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路作用
步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。
目前市場上關(guān)于步進(jìn)電機(jī)的分類也比較多，如果說按照結(jié)構(gòu)分類的話，現(xiàn)在的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也叫做脈沖電機(jī)，而這個(gè)脈沖電機(jī)又包含著好幾種，像反應(yīng)式，永磁式和混合式等都是較為常見的。而所謂的反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通常也會(huì)被叫做是感應(yīng)式或者磁阻式，這種步進(jìn)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都是用軟磁材料做的，一旦通電就會(huì)產(chǎn)生磁導(dǎo)變化，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。永磁式產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的原理是利用永磁體跟電子電流磁場的相互作用，混合式則是集中了永磁式和反應(yīng)式兩者的優(yōu)點(diǎn)。
控制電路的功能是用來產(chǎn)生脈沖的，同時(shí)還能控制電機(jī)的速度跟轉(zhuǎn)向。驅(qū)動(dòng)電路可以根據(jù)控制器輸入的信號(hào)為步進(jìn)電機(jī)的每個(gè)繞組提供最正確的通電順序，同時(shí)還能夠?yàn)殡姍C(jī)提供各種保護(hù)措施，一旦電機(jī)過熱或者是過流，就會(huì)迅速激發(fā)保護(hù)措施。而步進(jìn)電機(jī)的功能就是當(dāng)控制信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器的放大之后就可以將步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)起來，帶動(dòng)負(fù)載。
2.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖
3.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于開關(guān)的組合單元。通過上位機(jī)的脈沖信號(hào)有順序給電機(jī)相序通電使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
1. 恒電壓驅(qū)動(dòng)
單電壓驅(qū)動(dòng)是指在電機(jī)繞組工作過程中，只用一個(gè)方向電壓對(duì)繞組供電，多個(gè)繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動(dòng)方式，現(xiàn)在基本不用了。
優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，元件少、控制也簡單，實(shí)現(xiàn)起來比較簡單
缺點(diǎn)：必須提供足夠大的電流的三極管來進(jìn)行開關(guān)處理，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較低，電機(jī)震動(dòng)比較大，發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用，所以不多描述。
2. 高低壓驅(qū)動(dòng)
由于恒電壓驅(qū)動(dòng)存在以上諸多缺點(diǎn)，技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅(qū)動(dòng)來改善恒電壓驅(qū)動(dòng)的部分缺點(diǎn)，高低壓驅(qū)動(dòng)的原理是，在電機(jī)運(yùn)動(dòng)到整步的時(shí)候使用高壓控制，在運(yùn)動(dòng)到半步的時(shí)候使用低壓控制，停止時(shí)也是使用低壓來控制。
優(yōu)點(diǎn)：高低壓控制在一點(diǎn)程度上改善了震動(dòng)和噪音，第一次提出細(xì)分控制步進(jìn)電機(jī)的概念，同時(shí)也提出了停止時(shí)電流減半的工作模式。
缺點(diǎn)：電路相對(duì)恒電壓驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，對(duì)三極管高頻特性要求提高，電機(jī)低速仍然震動(dòng)比較大，發(fā)熱仍然比較大，現(xiàn)在基本上不使用這種驅(qū)動(dòng)模式。
3. 自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)
自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)的工作原理是通過硬件設(shè)計(jì)當(dāng)電流達(dá)到某個(gè)設(shè)定值的時(shí)候通過硬件將其電流關(guān)閉，然后轉(zhuǎn)為另一個(gè)繞組通電，另一個(gè)繞組通電的電流到某個(gè)固定的電流的時(shí)候，又能通過硬件將其關(guān)閉，如此反復(fù)，推進(jìn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
優(yōu)點(diǎn)：噪音大大減小，轉(zhuǎn)速一定程度上提高了，性能比前兩種有一定的提高。
缺點(diǎn)：對(duì)電路設(shè)計(jì)要求比較高，對(duì)電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅(qū)動(dòng)元件，對(duì)元件性能要求比較高。
4. 電流比較斬波驅(qū)動(dòng)
電流比較斬波驅(qū)動(dòng)是把步進(jìn)電機(jī)繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓，與D/A轉(zhuǎn)換器輸出的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，比較結(jié)果來控制功率管的開關(guān)，從而達(dá)到控制繞組相電流的目的。
優(yōu)點(diǎn)：使運(yùn)動(dòng)控制模擬正弦波的特點(diǎn)，大大提高性能，運(yùn)動(dòng)速度和噪音都比較小，可以使用比較高的細(xì)分，是當(dāng)前流行的控制方法。
缺點(diǎn)：電路比較復(fù)雜，對(duì)電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導(dǎo)致高頻干擾，進(jìn)而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅(qū)動(dòng)器使用1年多的時(shí)候容易出現(xiàn)紅燈保護(hù)的主要原因。
5. 潛進(jìn)式驅(qū)動(dòng)
這是一種全新的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，該技術(shù)是在當(dāng)前電流比較斬波驅(qū)動(dòng)技術(shù)的前提下，克服其中的缺點(diǎn)而創(chuàng)新的一種全新的驅(qū)動(dòng)方法。其核心技術(shù)是在電流比較斬波驅(qū)動(dòng)的前提下增加了驅(qū)動(dòng)元件發(fā)熱和高頻抑制保護(hù)技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn)：兼有電流比較斬波驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，發(fā)熱特別小，使用壽命較長。
缺點(diǎn)：全新技術(shù)，價(jià)格比較高，目前每種步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器匹配要求相對(duì)比較嚴(yán)格。
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