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1、1999年第4期黑龙江电子技术·47·混合式步进电动机两种驱动方案的比较周乾邴阳常蕴智【摘要】混合式步进电动机是步进电机发展的主流。其驱动器的研究对提高电机性能十分重要。本文对混合式步进电动机两种驱动方案作了实验比较,分析了各自的优缺点。并给出各种方案下的电机带载突跳频率的实验结果。【关键词】混合式步进电动机电机驱动1前言成斩波脉冲发生器,通过改变RC时间常数混合式步进电动机与反应式和永磁式相可改变驱动电路的斩波频率。74LS123B及两个二极管构成的或门为电流给定电路,通比其运行特性具有很多优点,在国外已是步过调节两个电位器的分
2、压值可分别对高频与进电动机系列的主流。混合式步进电动机的低频时的电流设定值进行调节。LM311构成驱动技术在发展和成熟的过程中,曾出现过比较电路。各种各样的驱动电路拓扑结构和驱动方式。根据主电路结构不同可分为全H桥、多相桥,和Buck型全H桥或多相桥;根据驱动方式的不同又可分为升频升压驱动(电流开环),恒相流驱动,恒总流驱动等。为提高步进电动机的突跳频率,作者曾以五相混合式步进电动机为对象,对两种方案进行了实验对比,在此作一比较。2全H桥恒相流驱动所谓恒相流驱动就是使功放管工作在开关状态,来调节通向步进电动机绕组的平均电流,绕组电
3、流变化表现为恒定值附近有微图1全H桥恒相流驱动主回路小波动的平顶波形。在实际运行中,斩波电路作为恒相流控制是有些明确的限制的。在全H桥恒相流驱动的主要优点具有恒电机高频运行时,如果绕组电流不能上升到转矩输出特性,动态性能好,电机具有较大的事先的设定值,斩波过程事实上将不发生。带负载能力。因每相都有电流检测及恒流控我们实验中使用的主回路采用下桥臂斩制,容易实现过流保护和过载保护,具有高的波方案,如图1所示。实验中斩波控制电路可靠性。由于全H桥不会产生多相桥中各如图2所示。其中74LS123A及周边电路构相电流不均匀及Buck变换器中
4、LC滤波延迟·48·黑龙江电子技术1999年第4期问题,故其在所有的驱动方式中,其突跳频率最高,动态特性也是最好。图2恒相流斩波控制电路缺点是由于电流上升过快,其低速阻尼能要优于带Buck变换器的驱动电路。但其性能不易得到改善,表现为电动机低频运行相电流不均匀,引起了很大的转矩波动。在不平稳,单步运行过冲量大,且每一相绕组需电机动态运行时,相当于存在着额外的干扰,4只开关管驱动,成本较高。故其突跳频率与动态特性均不如全H桥恒3多相桥恒相流驱动相流驱动。多相桥恒相流驱动与全H桥恒相流驱4实验结果动不同之处在于前者电机绕组采用星接法或
5、我们使用上述两种驱动方案,对五相混多边形接法。我们实验中斩波控制电路与全合式步进电动机进行了带负载突跳实验(半H桥的相仿,在此省略。步方式)。电机型号为四通公司的这种控制方式其最大优点是主路的开关110BYG550—B,其相电阻1.3Ω,步距角0.管只有全H桥的一半,故成本可大大降低。36°P0.72°。负载圆盘重2.2Kg,直径310mm。当电机采用星接法时,电机是二相绕组串起实验结果如表1所示。来以后接到功放电源上,每相绕组的端电压表1两种驱动方案突跳频率的实验比较只有功放电压的一半,由此系统的动态特性驱动方案突跳频率备注低于
6、全H桥式驱动电路。当电机采用多边全H桥2.5KHz相电流3A形接法时,功放级电压直接加到每一相绕组恒相流f>300Hz上,其牵出特性的稳定运行频域比星接法的多相桥星接法相电流3A宽,但相电流均匀性不及H桥驱动。而且无恒相流0.75KHz(f>300Hz)论星接、边接,在半步运行时,都会产生严重边接法相电流6A的轻重步现象。低频运行不平稳,振动大。0.8KHz(f>300Hz)边接时还增加了步距角的不均匀。对于突跳频率而言,由于多相桥恒相流总体而言,全H桥的动态特性与稳定性驱动功放桥上没有LC滤波环节,其动态性均优于多相桥,但所需(
7、下转第49页)1999年第4期黑龙江电子技术·49·VB与FOXPRO交互生成用户界面谭向阳张丽华计算机软件以其独具特色的魅力吸引着用户界面,用鼠标右击(PaintShopPro5.0可越来越多的人,它展示的是一个五彩缤纷的以选择是截取整个屏幕还是活动的窗口,或世界。VB以其面向对象的程序设计思想Vi2是指定的区域)选择好我们需要的界面部分,sualBasic是目前比较流行的应用程序开发然后存为3.BMP文件。工具之一VisualBasic提供的开发环境不仅或者利用PrintScrn键将ScreenBuilder生简单易学、方便快
8、捷,功能也比较强大,是理成的用户界面拷贝至剪贴板,退出FoxProfro想的应用程序开发工具。Windows;调用画笔,选择粘贴用户界面,并存而VB5.0的出台,更为这个世界增添了为3.BMP文件。一份姿色。微软公司推出的VisualBasic系第
