步进电机驱动

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1、工业电路应用指南一、驱动电路基础知识对于一个步进电机，一个给定的大小有限的空间可用于线圈。在优化过程中的电机驱动系统，有效利用的一个可缠绕空间以及匹配的驱动程序及绕组参数是非常重要的。本章讨论了基本步进电机的特点电机绕组。特别注意的是考虑到驾驶配置和电流控制方法。图1一个典型的绕组永磁步进电机1、绕组电阻和电感一个步进电机的绕组由铜圈丝。电线缠绕在塑料线轴，它允许独立的生产的绕组，定子和其他机械部件。在最后阶段的生产线轴是围绕定子安装极点。电阻，电感和两个一条崎岖，或任何线圈固有的物理特性。这两个基

2、本因素也限制了电机的性能。该绕组的电阻负责的主要份额热功率损耗和电机注册。大小和热特性电机绕组和限制最大允许功率耗散在蜿蜒。功率损失计算公式如下：PR=R·IM2重要的是要注意的是电机应在其最大功率使用耗散有效率。如果电机运行功耗低于其限制，这意味着它可以重新放置一个更小的尺寸电机，最有可能更便宜使电机绕组电感反对电流变化，并有限制高速运转。图2显示了一个电感，电阻电路的电气特性。当电压连接到绕组的电流上升根据方程I(t)=(VR)·(1–e-t·R/L)最初，在电流增加率：δI/δt(0)=VL该

3、增长速度下降为目前的接近最终水平：IMAX=VRτe =1/R定义的价值为电气线路的时间常数。τe是当前的时间，直到达到63％（1-1/e）的最终值。当电感式电阻电路短路时断开，短路即时T=T1，将电流开始减少I(t)=(VR)·e–(t-t1)·RL在最初率I(t)=–VL当方波电压施加到绕组，是哪种情况当全面加强一个步进电机，当前的波形会变得柔和。图2在电感式电阻短路电流波形图3显示了在三个电流不同的频率。超过一定频率（B）现时从未到达它的最大值（C）。由于扭矩电机约成正比，成正比的电流，最大扭

4、矩会降低为加强频率增加。为了克服电感和增益高速性能马达存在两种可能性：增加当前的上升速度和/或减少时间常数。为增强抵抗一个永远业绩增长功率损耗，这是最好的比率V/L时，应提高到增益高速性能。我们应该：•使用尽可能高电压•保持电感低。因此，低电感/电阻电机具有较高的额定电流。作为最大的驱动电流是由有限的，我们发现，高性能是高度依赖于对司机的选择。电机的限制因素功耗，而不是目前的本身。为了有效地利用电机，功耗应该在允许的最大水平。根据一个恒定的条件最大允许功耗和给定的空间曲折，由于铜的量，唯一可以改变的

5、参数是电线圈数，或相应地改变导线直径。图3在电感式电阻短路电流波形2、驱动电路方案步进电机驱动电路两项主要任务：•要更改在相绕组的电流和磁通的方向•驾驶控制量电流通过线圈，并为使短路电流的上升和下降时间获得更为良好的性能。图4双极性和单极性驱动计划，以控制电流和磁通在相位方向缠绕2.1、磁通方向控制步进电机的步进要求一个磁通方向变化，在每一个独立的阶段。方向的变化是通过改变目前的方向，可能要做两种不同的方式，采用了双极或单极驱动器。图4显示了两项计划。只有一两相显示为两个阶段相同。双极性驱动双极性驱

6、动的原则是指在一个地方的电流方向绕组改变转移绕组的电压极性跨越终端。要改变极性共四个开关的需要。双极驱动方式要求每相一个绕组。两相电机有两个绕组据此四个连接线。单极驱动器单极驱动原则要求绕组中心抽头，或每相独立的绕组。通量方向相反通过移动绕组电流从一个半的另一半。这种方法需要每相开关只有两个。论另一方面，利用单极性驱动器只有一半的可用铜量绕组的。在电力损耗因此绕组的损失的两倍双极性驱动在相同的输出权力。单极，中心抽头电机每个阶段有三个线索，共六个导致了两相电机。一个马达每有两个独立的绕组阶段通常称为

7、8引线电机。它可接两个作为一个单极或双极电机，见图5。图5不同缠绕配置双极和单极驱动器使用8引线电机3、电流控制为了控制力矩以及限制在功耗绕线电阻，电流必须被控制或限制。此外，当半步零电流水平是必要的，而需要一个连续可变微电流。两个原则进行限流此处所描述的，有限的电阻驱动器和斩波驱动器。任何该方法可以实现为一个双极或单极驱动程序。3.1、电阻限制的电流（左/右驱动器）在这个基本方法的电流受限于电源电压和绕组的电阻，并在必要时，一个额外的外部电阻（丢弃电阻）：IM=Vsupply(R+Rext)如果电

8、机额定电压为一样的电源电压，Rext的 被排除在外。对于给定的电机高速性能将提高增加电源电压。增加供应在有限的电阻电压驱动器必须由其他陪同电阻（Rext）与绕组来限制电流系列以前的水平。时间常数τe=L(R+Rext)减小，从而缩短了当前上升时间，见图6。图6电阻限制电流使用这种方法的刑罚是功率损失额外的外部电阻。通常几瓦要消耗和供应。宽敞的功率电阻器，散热的考虑，一减少占用空间的电源供应器成本效益和限制左/右车道计划，小马达额定1-2瓦左右。3.2、在二层左/右驱动