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步进电机驱动方案概述

时间:2010-12-21   来源:广州邦控科技   作者:   点击:……  字体大小:【

    众所周知,步进电机的驱动方式有整步,半步,细分驱动。三者即有区别又有联系,目前,市面上很多驱动器支持细分驱动方式。本文主要描述这三种驱动的概述。 
    本文仅供参考,且由广州邦控科技(http://www.bonkon.com)的工程笔记整理所得,如发现错误请联系我们:E-mail: support@bonkon.com
 
    如下图是两相步进电机的内部定子示意图,为了使电机的转子能够连续、平稳地转动,定子必须产生一个连续、平均的磁场。因为从宏观上看,电机转子始终跟随电机定子合成的磁场方向。如果定子合成的磁场变化太快,转子跟随不上,这时步进电机就出现失步现象。
 
    既然电机转子是跟随电机定子磁场转动,而电机定子磁场的强度和方向是由定子合成电流决定且成正比。即只要控制电机的定子电流,则可以达到驱动电机的目的。下图是两相步进电机的电流合成示意图。其中Ia是由A-A`相产生,Ib是由B-B`相产生,它们两个合成后产生的电流I就是电机定子的合成电流,它可以代表电机定子产生磁场的大小和方向。
  
    有了以上的步进电机背景描述后,对于步进电机的整步、半步、细分的三种驱动方式,都会是同一种方法,只是电流把一个圆(360°)分割的粗细程序不同。
 
整步驱动
    对于整步驱动方式,电机是走一个整步,如对于一个步进角是3.6°的步进电机,整步驱动是每走一步是走3.6°。
    下图是整步驱动方式中,电机定子的电流次序示意图:
  
    由上图可知,整步驱动每一时刻只有一个相通电,所以这种驱动方式的驱动电路可以是很简单,程序代码也是相对容易实现,且由上图可以得到电机整步驱动相序如下:
BB’→A’A→B’B→AA’→BB’
    下图是这种驱动方式的电流矢量分割图: 
 
可见,整步驱动方式的电流矢量把一个圆平均分割成四份。
下图是整步驱动方式的A、B相的电流I vs T图:
 
可以看出,整步驱动描出的正弦波是粗糙的。使用这种方式驱动步进电机,低速时电机会抖动,噪声会比较大。但是,这种驱动方式无论在硬件或软件上都是相对简单,从而驱动器制造成本容易得到控制。
 

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Tags:步进电机    
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