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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 步進(jìn)電機(jī)知識(shí)</b></p><p><b> 什么是步進(jìn)電機(jī)</b></p><p> 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(及步進(jìn)角)。您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)您可以通
2、過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。 </p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)分哪幾種</b></p><p> 步進(jìn)電機(jī)分三種:永磁式(PM) ,反應(yīng)式(VR)和混合式(HB)永磁式步進(jìn)一般為兩相,轉(zhuǎn)矩和體積較小,步進(jìn)角一般為7.5度 或15度;反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相,可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,步進(jìn)角一般為1.5度,但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達(dá)
3、國(guó)家80年代已被淘汰;混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 </p><p> 什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE)</p><p> 保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE)是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一,通常步進(jìn)電機(jī)
4、在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減,輸出功率也隨速度的增大而變化,所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如,當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī),在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。 </p><p> 什么是DETENT TORQUE</p><p> DETENT TORQUE 是指步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有通電的情況下,定子鎖住轉(zhuǎn)子
5、的力矩。DETENT TORQUE 在國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的翻譯方式,容易使大家產(chǎn)生誤解;由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料,所以它沒(méi)有DETENT TORQUE。 </p><p> 步進(jìn)電機(jī)精度為多少?是否累積</p><p> 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積。 </p><p> 步進(jìn)電機(jī)的外表溫度允許達(dá)到多少</p><p
6、> 步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn);一般來(lái)講,磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上,有的甚至高達(dá)攝氏200度以上,所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。 </p><p> 為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降</p><p> 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感
7、將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降。 </p><p> 為什么步進(jìn)電機(jī)高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)</p><p> 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載啟動(dòng)頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)
8、達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng),脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程,即啟動(dòng)頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?</p><p> 如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)和噪聲</p><p> 步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn),一般可采用以下方案來(lái)克服: </p><p> A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū),可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū); &
9、lt;/p><p> B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器,這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法; </p><p> C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī),如三相或五相步進(jìn)電機(jī); </p><p> D.換成交流伺服電機(jī),幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲,但成本較高; </p><p> E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器,市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品,但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。 </
10、p><p> 細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度</p><p> 步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)(請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn)),其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng),提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。比如對(duì)于步進(jìn)角為1.8°的兩相混合式步進(jìn)電機(jī),如果細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4,那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個(gè)脈沖0.45°,電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45
11、176;,還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠(chǎng)家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大;細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。 </p><p> 串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別</p><p> 四相混合式步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別? </p><p> 四相混合式步進(jìn)電機(jī)一般由兩相驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng),因此,連接時(shí)可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián)接法將四相電機(jī)接
12、成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合使用,此時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的0.7倍,因而電機(jī)發(fā)熱小;并聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合使用(又稱(chēng)高速接法),所需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的1.4倍,因而電機(jī)發(fā)熱較大。 </p><p> 如何確定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的直流供電電源</p><p><b> A.電壓的確定 </b></p>
13、<p> 混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的供電電源電壓一般是一個(gè)較寬的范圍(比如IM483的供電電壓為12~48VDC),電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來(lái)選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快,那么電壓取值也高,但注意電源電壓的紋波不能超過(guò)驅(qū)動(dòng)器的最大輸入電壓,否則可能損壞驅(qū)動(dòng)器。 </p><p><b> B.電流的確定 </b></p><p>
14、 供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的輸出相電流I來(lái)確定。如果采用線(xiàn)性電源,電源電流一般可取I的1.1~1.3倍;如果采用開(kāi)關(guān)電源,電源電流一般可取I 的1.5~2.0倍。 </p><p> 混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脫機(jī)信號(hào)FREE使用</p><p> 當(dāng)脫機(jī)信號(hào)FREE為低電平時(shí),驅(qū)動(dòng)器輸出到電機(jī)的電流被切斷,電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)(脫機(jī)狀態(tài))。在有些自動(dòng)化設(shè)備中,如果在驅(qū)動(dòng)器不斷電的情況
15、下要求直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸(手動(dòng)方式),就可以將FREE信號(hào)置低,使電機(jī)脫機(jī),進(jìn)行手動(dòng)操作或調(diào)節(jié)。手動(dòng)完成后,再將FREE信號(hào)置高,以繼續(xù)自動(dòng)控制。 </p><p> 如何調(diào)整兩相步進(jìn)電機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)方向</p><p> 只需將電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線(xiàn)的A+和A-(或者B+和B-)對(duì)調(diào)即可。 </p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)的主要特性</b><
16、;/p><p> 1 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn), 驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào),沒(méi)有脈沖的時(shí)候, 步進(jìn)電機(jī)靜止, 如 </p><p> 果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào), 就會(huì)以一定的角度(稱(chēng)為步角)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。 </p><p> 2 騰龍版步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5 度,一圈360 度, 需要48 個(gè)脈沖完成。 </p><p&
17、gt; 3 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。 </p><p> 4 改變脈沖的順序, 可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 </p><p> 因此,目前打印機(jī),繪圖儀,機(jī)器人,等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力核心。 </p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)控制例子</b></p><p> 我們使用的單極四相步進(jìn)電機(jī)
18、為例。其結(jié)構(gòu)如圖1: </p><p> 四個(gè)繞組引出四相(相A1相A2相B1相B2)和兩個(gè)公共線(xiàn)(接到電源的正極)。把繞組的某一相接到電源的地線(xiàn)。這樣該繞組就會(huì)受到激勵(lì)。我們采用四相八拍的控制方式,即1相與2相交替導(dǎo)通,這樣可提高分辨率。每一步可轉(zhuǎn)0.9°控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的勵(lì)磁順序如下表: </p><p> 若要求電機(jī)反轉(zhuǎn),將勵(lì)磁信號(hào)倒過(guò)來(lái)傳送即可。 2 控制方案 </
19、p><p> 控制系統(tǒng)的框圖如下 </p><p> 本方案采用AT89S51作為主控制器件。它與AT89C51兼容,同時(shí)還增加了SPI接口和看門(mén)狗模塊,這不但使程序調(diào)試變得方便而且也使程序運(yùn)行更加穩(wěn)定。在方案中該單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集并計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的方向和速度信息。然后傳送給CPLD。 </p><p> CPLD采用EPM7128SLC84-15,
20、EPM7128是可編程的大規(guī)模邏輯器件,為ALTERA公司的MAX7000系列產(chǎn)品。具有高阻抗、電可擦等特點(diǎn),可用單元為2500個(gè),工作電壓為+5V。CPLD接收到單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息后,轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸出給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器則把控制信號(hào)處理后輸入電機(jī)繞組,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的有效控制。 2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件結(jié)構(gòu) </p><p> 電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器采用如下電路: </p><p>
21、其中R1-R8的電阻值為320Ω。R9-R12的電阻值為2.2KΩ。Q1-Q4為達(dá)林頓管D401A,Q5-Q8為S8550。J1、J2與步進(jìn)電機(jī)的六條引線(xiàn)相連 </p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p><b> 優(yōu)點(diǎn)</b></p><p> 1. 電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù); </p
22、><p> 2. 電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩(當(dāng)繞組激磁時(shí)); </p><p> 3. 由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性; </p><p> 4. 優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng); </p><p> 5. 由于沒(méi)有電刷,可靠性較高,因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命; &
23、lt;/p><p> 6. 電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定,因而可以采用開(kāi)環(huán)控制,這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡(jiǎn)單而且控 </p><p><b> 制成本 </b></p><p> 7. 僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 </p><p> 8. 由于速度正比于脈沖頻率,因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍
24、。 </p><p><b> 缺點(diǎn)</b></p><p> 1. 如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振; </p><p> 2. 難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速。 </p><p> 3. 難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩 </p><p> 4. 在體積重量方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì),能源利用率低。 </p>&l
25、t;p> 5. 超過(guò)負(fù)載時(shí)會(huì)破壞同步,高速工作時(shí)會(huì)發(fā)出振動(dòng)和噪聲。 </p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法</b></p><p> 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須使用專(zhuān)用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器,如圖2所示,它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、保護(hù)單元等組成。圖中點(diǎn)劃線(xiàn)所包圍的二個(gè)單元可以用微機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)單元與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接
26、耦合,也可理解成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微機(jī)控制器的功率接口,這里予以簡(jiǎn)單介紹。 </p><p> 圖2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器</p><p> 圖2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器 </p><p> 1、單電壓功率驅(qū)動(dòng)接口</p><p> 實(shí)用電路如圖3所示。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
27、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(xiàn)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)的改善如圖3(b)。 </p><p> 圖3 單電壓功率驅(qū)動(dòng)接口及單步響應(yīng)曲線(xiàn)</p><p> 圖3 單電壓功率驅(qū)動(dòng)接口及單步響應(yīng)曲線(xiàn) </p><p> 圖4 雙電壓功率驅(qū)動(dòng)接口 </p><p> 2、雙電壓功
28、率驅(qū)動(dòng)接口</p><p> 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
29、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。 </p><p> 3、高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口</p><p> 圖5 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口</p><p><b> ? </b></p><p> 圖5 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口 </p><p> 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口如圖5所示。高低壓驅(qū)動(dòng)的
30、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VTH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。(當(dāng)這個(gè)數(shù)值與
31、電機(jī)的電氣時(shí)間常數(shù)相當(dāng)時(shí)比較合適)。{{分頁(yè)}} </p><p> 4、斬波恒流功率驅(qū)動(dòng)接口</p><p> 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(chēng)為采樣電阻。當(dāng)電流不大時(shí),VT1和VT2同時(shí)受控
32、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(xiàn)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。 </p><p> 圖6 斬波恒流功率驅(qū)動(dòng)接口</p&g
33、t;<p> 圖6 斬波恒流功率驅(qū)動(dòng)接口 </p><p> 斬波恒流功率驅(qū)動(dòng)接口也有兩個(gè)輸入控制信號(hào),其中u1是數(shù)字脈沖,u2是模擬信號(hào)。這種功率接口的特點(diǎn)是:高頻響應(yīng)大大提高,接近恒轉(zhuǎn)矩輸出特性,共振現(xiàn)象消除,但線(xiàn)路較復(fù)雜。目前已有相應(yīng)的集成功率模塊可供采用。 </p><p> 5、升頻升壓功率驅(qū)動(dòng)接口?</p><p> 為了進(jìn)一步提高
34、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高頻響應(yīng),可采用升頻升壓功率驅(qū)動(dòng)接口。這種接口對(duì)繞組提供的電壓與電機(jī)的運(yùn)行頻率成線(xiàn)性關(guān)系。它的主回路實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率轉(zhuǎn)換成直流電平,并用此電平去控制開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的輸入,這就構(gòu)成了具有頻率反饋的功率驅(qū)動(dòng)接口。 </p><p> 6、集成功率驅(qū)動(dòng)接口?</p><p> 目前已有多種用于小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的集成功率驅(qū)動(dòng)接口電路可供選
35、用。 </p><p> 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,下橋發(fā)射極均單獨(dú)引出,以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝,工業(yè)品等級(jí)。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。H橋驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是能夠?qū)﹄姍C(jī)繞組進(jìn)行正、
36、反兩個(gè)方向通電。L298特別適用于對(duì)二相或四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。{{分頁(yè)}} </p><p> 圖7 L298原理框圖</p><p> 圖7 L298原理框圖 </p><p> 與L298類(lèi)似的電路還有TER公司的3717,它是單H橋電路。SGS公司的SG3635則是單橋臂電路,IR公司的IR2130則是三相橋電路,Allegro公司則有A2916、A3
37、953等小功率驅(qū)動(dòng)模塊。 </p><p> 圖8是使用L297(環(huán)形分配器專(zhuān)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)。 </p><p> 圖8 專(zhuān)用芯片構(gòu)成的步進(jìn)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p> 圖8 專(zhuān)用芯片構(gòu)成的步進(jìn)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) </p><p> 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)?</p><p&g
38、t; ?。?)構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的專(zhuān)用集成電路: </p><p> A、脈沖分配器集成電路:如三洋公司的PMM8713、PMM8723、PMM8714等。 </p><p> B、包含脈沖分配器和電流斬波的控制器集成電路:如SGS公司的L297、L6506等。 </p><p> C、只含功率驅(qū)動(dòng)(或包含電流控制、保護(hù)電路)的驅(qū)動(dòng)器集成電路:如日本新電元
39、工業(yè)公司的MTD1110(四相斬波驅(qū)動(dòng))和MTD2001(兩相、H橋、斬波驅(qū)動(dòng))。 </p><p> D、將脈沖分配器、功率驅(qū)動(dòng)、電流控制和保護(hù)電路都包括在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)控制器集成電路,如東芝公司的TB6560AHQ、MOTOROLA公司的SAA1042(四相)和ALLEGRO公司的UCN5804(四相)等。 </p><p> (2)“細(xì)分驅(qū)動(dòng)”概述: </p><p
40、> 將“電機(jī)固有步距角”細(xì)分成若干小步的驅(qū)動(dòng)方法,稱(chēng)為細(xì)分驅(qū)動(dòng),細(xì)分是通過(guò)驅(qū)動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流實(shí)現(xiàn)的,與電機(jī)本身無(wú)關(guān)。其原理是,讓定子通電相電流并不一次升到位,而斷電相電流并不一次降為0(繞組電流波形不再是近似方波,而是N級(jí)近似階梯波),則定子繞組電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)合力,會(huì)使轉(zhuǎn)子有N個(gè)新的平衡位置(形成N個(gè)步距角)。 </p><p><b> 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)要求</b>&l
41、t;/p><p> (1) 能夠提供較快的電流上升和下降速度,使電流波形盡量接近矩形。 </p><p> 具有供截止期間釋放電流流通的回路,以降低繞組兩端的反電動(dòng)勢(shì),加快電流衰減。 </p><p> ?。?) 具有較高韻功率及效率。 </p><p> 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移,或者說(shuō):控制系統(tǒng)
42、每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào),通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。也就是說(shuō)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。所以控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率,就可以對(duì)電機(jī)精確調(diào)速;控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù),就可以對(duì)電機(jī)精確定位。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有很多,我們應(yīng)以實(shí)際的功率要求合理的選擇驅(qū)動(dòng)器,下面分別介紹各類(lèi)典型的驅(qū)動(dòng)器。 </p><p><b> 最新技術(shù)發(fā)展</b></p><p> 國(guó)內(nèi)外對(duì)細(xì)
43、分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究十分活躍,高性能的細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路,可以細(xì)分到上千甚至任意細(xì)分。目前已經(jīng)能夠做到通過(guò)復(fù)雜的計(jì)算使細(xì)分后的步距角均勻一致,大大提高了步進(jìn)電機(jī)的脈沖分辨率,減小或消除了震蕩、噪聲和轉(zhuǎn)矩波動(dòng),使步進(jìn)電機(jī)更具有“類(lèi)伺服”特性。 </p><p> 對(duì)實(shí)際步距角的作用:在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí),用戶(hù)主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿(mǎn)足自己對(duì)步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,則用戶(hù)只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù),就可以大幅度
44、改變實(shí)際步距角,步進(jìn)電機(jī)的‘相數(shù)’對(duì)改變實(shí)際步距角的作用幾乎可以忽略不計(jì)。</p><p> Knowledge of the stepper motorWhat is a stepper motor Stepper motor is a kind of electrical pulses into angular displacement of the implementing agency. Pop
45、ular little lesson: When the driver receives a step pulse signal, it will drive a stepper motor to set the direction of rotation at a fixed angle (and the step angle). You can control the number of pulses to control the
46、angular displacement, so as to achieve accurate positioning purposes; the same time you can control the pulse frequency </p><p> Advantages and disadvantages of stepper motorAdvantages 1. The motor rota
47、tion angle is proportional to the number of pulses; 2. When the motor stopped with a maximum torque (when the winding excitation time); 3. Since the accuracy of each step in the three per cent to five per cent, and
48、 the error will not accumulate to the next step and thus has better positional accuracy and repeatability of movement; 4. Excellent response from the stop and reverse; 5. In the absence of brush, h</p><p
49、> High and low voltage-driven design is that no matter how the motor operating frequency, are powered by high voltage UH phase winding to improve the conduction of current cutting-edge, and in front after a low volta
50、ge UL to maintain the winding current. This role is also a drive to improve high frequency performance, but do not have series resistance Rs, eliminating additional loss. High and low drive power interface also has two i
51、nput control signals Uh and Ul, they should keep pace, and cutting</p><p> R is a figure for the current sampling resistor of small resistance, called the sampling resistor. When the current is not signific
52、ant, VT1 and VT2 simultaneously controlled walking pulse, when the current exceeds a given constant value, VT2 are blocked, power U is removed. As the motor windings with large inductance, this time by the freewheeling d
53、iode VD, maintain winding current, the electrical inductance of the magnetic field by the consumption of energy production efforts. At this point the</p><p><b> 朗讀</b></p><p> 顯示對(duì)應(yīng)
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