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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:【

半步驱动
    对于半步驱动方式,电机是走一个半步,如对于一个步进角是3.6°的步进电机,半步驱动是每走一步,是走1.8°(3.6°/2)。
    下图是半步驱动方式中,电机定子的电流次序示意图:
 
    由上图可见,半步驱动方式的比整步驱动方式相对复杂一些,在同一时刻,可能两个相都需要被通电,如果要求电机转动的力矩平稳,则需要在两相同时通电时,通电电流应该为单相通电电流的sin(45°),即√2/2。当然,可以直接通以和单相通电流相等的电流,结果是电机转动过程中的力矩不恒定,但它带来的好处是驱动电路或软件编写的简化。具体应用视实际场合而定。以下是这种的驱动方式的驱动相序:
BB’→BB’ A’A→A’A→B’B A’A→ B’B→B’B AA’→AA’→ AA’ BB’
    如果需要反转,只需按以上相序的逆向进行通电即可。
    当按以上相序对电机通电,产生的电流矢量则可以把一个圆分割成8份,如下图所示:
  
    半步驱动一方面使电机的步进分辨率提高了一倍,且电机运转会更为平稳。
    对比地,半步驱动方式的两相电流图如下图所示:
  
    由上图看出,半步驱动方式描出的正弦波较之整步驱动方式,有了改观,提高了精度。这样的好处是在无需更改电机的情况下,电机的步进角分辨率提高了一倍,且电机运行相对安静一些。
 
细分驱动
    如下图,可以看出某种规律:
  
    看上图,电流矢量分割圆越来越稠密,如上图的c。这是4细分驱动的分割图,从宏观上可想象,电机转子走一步的角度将会随着细分数的增加而减小,电机转动也越来越平稳、安静。从某种意义上,整步和半步驱动也是细分驱动的一样,它们的关系就如正方形和长方形的关系。
  
    上图是4细分驱动方式的两相电流图,由图看出,这时每相电流的曲线较半步驱动时的电流曲线更加细腻。 
    电流细分是细分驱动的其中方法,恒流的实现常用斩波驱动,给定的电流是以正弦波分布。另一种为电压细分,这种方法是比正弦波的电压驱动电机的线圈,可以不需要反馈地实现电机的细分驱动,但是由于电机的反电势等的作用,正弦波电压驱动并不能产生正弦波的电流,效果没有电流细分好,但是它的驱动电路相对简单。 
    细分可以提高电机的步进角分辨率,但是,这并不是细分驱动的初衷,而是为了减缓步进电机运转过程的震动和噪声,使电机的力矩输出更平稳。这像数码相机的光学变焦和数字变焦的关系,提高步进系统分辨率最好依靠电机本身和机械结构。


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Tags:步进电机    
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