《论文_步进电机驱 动器(定稿)》.doc

《《论文_步进电机驱 动器(定稿)》.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、摘要步进电机驱动器的纽成：一个激发角产生装适能从外部脉冲中产生激发角；一个电流控制器能根据激发角和电流要求控制步进电机的激发电流;一个电流方向识别器能检测出步进电机的相电流；一个角度检测器可以检测出步进电机转子的旋转角度；一个矩阵电流计算纽•件可从相电流和转子旋转角中计算出转矩纽•成电流;一个绝对值转换器用来获得转矩电流的绝对值；命令输出电流器件可以输出基于转矩电流绝对值的电流命令，总体结构图如下所示。4°F30步进电机驱动器研究背景1研究领域目前研究涉及到的步进电机驱动器主要是止其能灵活的驱动步进电机驱动装置的位置和速度控制。1先前

2、技术的描述大多数常规的步进电机，电流命令都是固定的。所以，这里主要的一个问题就是步进电机因其固立的电流而使它消耗能最过多，效率很低，即使它停止了或者运行很慢。为了解决这个问题，接下來的方法就是解决能量消耗的问题：在电机运行期间，耍求电流的大小能使英足够的产生一个转矩，并口电机停止后在固定的时间内，电流值能迅速的降到最低值。然而，在这种情况下，因为在电机运行期间，电流还是一个固定的值，所以它的能量消耗是非常大的，效率相当低。研究总结目前研究的目标就是使步进电机驱动器保证步进电机的能杲消耗是最低的。根据日前研究，步进电机驱动器的组成有：一

3、•个激发角产生装置能从外部脉冲屮产生激发角；一个电流控制器能根据激发角和电流耍求控制步进电机的激发电流:一•个电流方向识别器能检测出步进电机的和电流；一个角度方向意味着能检测出步进电机转子的旋转角度；一个矩阵电流计算组件可从相电流和转子旋转角屮计算出转矩纽•成电流;；i个绝对值转换器可获得转矩电流的绝对值；i个电流输出意味着能输出基于转矩电流绝对值的电流命令。当有外部脉冲施加的时候，这个步进电机驱动器给电动机施加止弦变化的激发电流。在这类步进电机驱动器中，它能在基于步进电机负载的情况下自动调节电流，这样就使得步进电机的功率消耗降低,热

4、最产生也有所降低了。参考绘制图的详细描述下面参照图來更加详细的描述研究情况:12f30Fig.lFig.l是目前研究步进电机驱动器的整体纟I［成的一个方框图，激发角发生器在外部脉冲作用下产生激发角/施加到外部脉冲输入端2。余弦信号发生器6和止弦信号发生器8分别产生余弦信号和止弦佶号作用于激发角@。乘法器36和38分别通过余弦cos*和止弦sin*乘以电流广产生Q相位电流!（广cos"）和0相位电流z#（fsin^）o电流控制器10收到和泌/'后，控制激发电流（电机绕组电流）以便于让他们分别结合Q相位电流和0相位电流“T。PWM转换器1

5、2根据电流控制器10的输岀给电机施加-个固定的电床值。换句话说，在每一个外部脉冲的作用下，将正弦变化的激发电流施加给步进电机14,并且基本步角可进行再划分，以便施加外部脉冲后步进电机能稳定旋转。角传感器16（如编码器或分解器）被连在步进电机上，角计算器18根据从角传感器屮得到的信号输出检测角（步进电机的转子旋转角）。电流传感器22和24分别检测步进电机的相电流和10/。协调变压器20从检测到的角Of和相电流iaf和为/中计算出转矩电流Mq,其方程式可用这个方程式表达Mq=-iafsdf^if3fcosOf,在tig.2也将表示电机

6、的向量图。绝対值转换器26获得转矩电流Mq的绝对值，比例控制器28通过一个系数乘以转矩电流的绝对值获得一个负载转矩。上面比例控制器的系数是大于等于1的。加法器32加上电流初始值寄存器30的电流初值后赋给负载转矩，这里的电流初始值应该是能启动电机的最小值。如果电流初始值和负载转矩的和超过了预先设定的最大值max,限制器34输出最大电流值「max；否则，限制器34输出电流初始值和负载转矩的和。这里的电流最大值tmax应该能保证在电流增加的情况下过流，转换器损坏，电机过热等现象都不能发生。限制器34被用于限制电流厂0综合以上所述，发电机的励

7、磁角度构成一种激励发电意味着在外部脉冲作用下能产生激发角。余弦信号发生器6,正弦信号发生器8,乘法器36和38和电流控制器10纽成的电流控制器能根据激发角和电流命令控制激发电流。角传感器16和角计算器18纽成了一个角检测器，它能检测出步进电机的转子旋转角。协调变斥器20纽成了转矩电流计算器件，它能从相电流和转子旋转角中计算出转矩电流。绝对值转换器26获得转矩电流Mq的绝对值，比例控制器28,电流初始值寄存器30,加法器32,限制器34组成的电流命令偷出能输出转矩电流绝对值下的电流。比例控制器28能输出与转矩电流的绝对值成比例的负载转矩

8、。通过•个系数乘以转矩电流的绝对值获得一个负载转矩。加法器32能给电流初始值增加负载转矩。限制器34能在电流初始值和负载转矩的和超过电流命令的垠高值的情况下输出电流命令的垠大值。在这样的步进电机驱动器中，当将脉冲加在外部