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《两相混合式步进电机多级细分控制的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、微电机2007年第40卷第1期(总第157期)中图分类号:TM38316文献标识码:A文章编号:100126848(2007)0120014204两相混合式步进电机多级细分控制的应用研究刘飞,刘新正(西安交通大学,西安710049)摘要:介绍了基于DSP和专用芯片的两相混合式步进电机细分控制电路,通过软件编程实现了恒转矩多级均匀细分,并对整个系统进行了实验研究。步进电动机进行多级细分控制时,根据转速变化选取不同的细分数,以无细分时的平衡位置作为不同细分级别控制之间的转换点,可实现任意两种细分级别控制之间的顺利转换。关键词:混合式步进电机;恒
2、转矩;细分驱动;多级控制TheStudyontheUseofMulti2levelMicrostepControlofa22PhaseHybridSteppingMotorLIUFei,LIUXin2zheng(XipanJiaotongUniversity,Xipan710049,China)ABSTRACT:Amicrostepcontrolsystemofthe22phasehybridsteppingmotorbasedonDSPandspe2cialmotorcontrolchipwasrepresentedinthispaper
3、,theconstanttorqueandmulti2leveluniformmi2crostepwasimplementedbysoftwareprogramming,theexperimentalstudywasdemonstratedonthesys2tem.Theresearchonmulti2levelmicrostepcontrolindicatsthattheoperationstatesbetweentworandommicrosteplevelscanbechangedsmoothlybychoosingtheorigin
4、albalancepositionforfull2stepasshiftingpoint.KEYWORDS:Hybridsteppingmotor;Constanttorque;Multi2levelmicrostep;Control0引言步进电动机的细分控制,专业人士已进行了[122]大量的研究工作,并开发了专用控制芯片和控[3]制器。然而一般的细分控制器,即使具有采用硬件设定方法选择不同细分数的功能,但也仅实现了预先设定的某一细分数下的细分控制,而不在电机运行过程中进行细分数的转换。本文针对图1步进电机运行规律特殊应用场合,介绍了基于D
5、SP和电机控制专用机构中的电机需要在3r/min～600r/min范围芯片设计的两相混合式步进电动机控制系统;通内平稳运行。工作过程分两种,一种是电机从静过软件编程实现了恒转矩多级细分控制;讨论了止起动到3r/min,并按图示的折线规律升速,在实现任意两种细分级别控制之间顺利转换的条件。特定的转速下运行一定时间,进行采样直到600r/文中对系统进行了实验研究,达到了预期目标。min,然后按折线规律降速采样直到静止或按斜线规律直接平滑停机,升速和降速过程重复性要好。1控制系统要求另一种是电机从静止按斜线规律直接平滑升速到在某种野外便携式地质采
6、样测量装置中,需600r/min,然后按折线规律降速运行并采样。要电机带动旋转机构按图1所示的规律来动作。在本文应用场合中,当电机转矩足以克服负载转矩时,采用开环控制,只要调节控制脉冲的收稿日期:2005212207频率,电机即可在不同的转速下运转。为满足低—14—两相混合式步进电机多级细分控制的应用研究刘飞刘新正速平滑性要求,可采用较大细分数的恒转矩细分律变化的阶梯控制信号。控制。但如固定在这一细分数下,则高速时脉冲频率很高,电路开关损耗很大,发热严重,且开关频率也受电路响应时间的限制。鉴于此,需要采用连续的多级细分不停机切换控制,即在步
7、进电动机低速运行时采用较大的细分数,随着转速升高,细分数减小,而高速时只需较小的细分数或是不用细分控制。这需要合理地处理好两个不图3相位差90°的两相阶梯波同细分级别控制之间的转换,如果转换的不妥当,则会引起步进电动机运行异常,例如振荡、失步为实现均匀步距,图3中的阶梯电流波的每一甚至反转等。个阶梯的值为:90°Ik=Imsin(k·)(1)2多级细分的实现x式中,Ik为第k个阶梯的电流值,(k=0,1,2,211系统组成⋯4x);x为细分数。整个装置除进行转速控制外,还需完成采样、根据TMS320F240的编程特点以及控制系统的数据处理、
8、存储、显示、打印以及与上位机通讯快速性要求与控制信号的周期性等,细分控制程等操作,因而选用TMS320F240为控制芯片。控制序采用查表法实现。将正弦信号0～2π各弧度的系统的功
