步進電機驅(qū)動方法有哪些?步進電機驅(qū)動要求有哪些?
步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須要使用專門的步進電機驅(qū)動器來驅(qū)動,它通過由脈沖來送控制單元、功率驅(qū)動單元、保護單元等組成。其中點劃線所包圍的二個單元我們可以通過用微機控制來實現(xiàn)。驅(qū)動的單元與步進電機是通過直接耦合,我們也可以理解成步進電機微機控制器的功率接口裝置,我們這里予以簡單的介紹描述。1、單電壓功率驅(qū)動在步進電機的內(nèi)部繞組回路當中串有電阻Rs,使步進電機的回路時間常數(shù)進行減小,在高頻狀態(tài)時步進電機能產(chǎn)生較大的電磁磁力轉(zhuǎn)矩,還能緩解電機的低頻共振現(xiàn)象,但它引起附加的損耗。一般情況下,簡單單電壓驅(qū)動線路中,Rs是不可缺少的。Rs對步進電動機單步響應(yīng)的改善。2、雙電壓功率驅(qū)動雙電壓驅(qū)動的基本思路是在較低(低頻段)用較低的電壓UL驅(qū)動,而在高速(高頻段)時用較高的電壓UH驅(qū)動。這種功率接口需要兩個控制信號,Uh為高壓有效控制信號,U為脈沖調(diào)寬驅(qū)動控制信號。功率管TH和二極管DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。當Uh低電平,TH關(guān)斷,DL正偏置,低電壓UL對繞組供電。反之Uh高電平,TH導通,DL反偏,高電壓UH對繞組供電。這種電路可使電機在高頻段也有較大出力,而靜止鎖定時功耗減小。3、高低壓功率驅(qū)動高低壓驅(qū)動的設(shè)計思想是,不論電機工作頻率如何,均利用高電壓UH供電來提高導通相繞組的電流前沿,而在前沿過后,用低電壓UL來維持繞組的電流。這一作用同樣改善了驅(qū)動器的高頻性能,而且不必再串聯(lián)電阻Rs,消除了附加損耗。高低壓驅(qū)動功率接口也有兩個輸入控制信號Uh和Ul,它們應(yīng)保持同步,且前沿在同一時刻跳變。高壓管VTH的導通時間tl不能太大,也不能太小,太大時,電機電流過載;太小時,動態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。(當這個數(shù)值與電機的電氣時間常數(shù)相當時比較合適)。4、斬波恒流功率驅(qū)動恒流驅(qū)動的設(shè)計思想是,設(shè)法使導通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數(shù)值。使電機具有恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。這是目前使用較多、效果較好的一種功率接口。其中R是一個用于電流采樣的小阻值電阻,稱為采樣電阻。當電流不大時,VT1和VT2同時受控于走步脈沖,當電流超過恒流給定的數(shù)值,VT2被封鎖,電源U被切除。由于電機繞組具有較大電感,此時靠二極管VD續(xù)流,維持繞組電流,電機靠消耗電感中的磁場能量產(chǎn)生出力。此時電流將按指數(shù)曲線衰減,同樣電流采樣值將減小。當電流小于恒流給定的數(shù)值,VT2導通,電源再次接通。如此反復,電機繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數(shù)值上,形成小小的鋸齒波。斬波恒流功率驅(qū)動接口也有兩個輸入控制信號,其中u1是數(shù)字脈沖,u2是模擬信號。這種功率接口的特點是:高頻響應(yīng)大大提高,接近恒轉(zhuǎn)矩輸出特性,共振現(xiàn)象消除,但線路較復雜。目前已有相應(yīng)的集成功率模塊可供采用。5、升頻升壓功率驅(qū)動為了進一步提高驅(qū)動系統(tǒng)的高頻響應(yīng),可采用升頻升壓功率驅(qū)動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關(guān)系。它的主回路實際上是一個開關(guān)穩(wěn)壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅(qū)動脈沖的頻率轉(zhuǎn)換成直流電平,并用此電平去控制開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸入,這就構(gòu)成了具有頻率反饋的功率驅(qū)動接口。6、集成功率驅(qū)動目前已有多種用于小功率步進電動機的集成功率驅(qū)動接口電路可供選用。L298芯片是一種H橋式驅(qū)動器,它設(shè)計成接受標準TTL邏輯電平信號,可用來驅(qū)動電感性負載。H橋可承受46V電壓,相電流高達2.5A。L298(或XQ298,SGS298)的邏輯電路使用5V電源,功放級使用5~46V電壓,下橋發(fā)射極均單獨引出,以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝,工業(yè)品等級。H橋驅(qū)動的主要特點是能夠?qū)﹄姍C繞組進行正、反兩個方向通電。L298特別適用于對二相或四相步進電動機的驅(qū)動。步進電動驅(qū)動系統(tǒng)與L298類似的電路還有TER公司的3717,它是單H橋電路。SGS公司的SG3635則是單橋臂電路,IR公司的IR2130則是三相橋電路,Allegro公司則有A2916、A3953等小功率驅(qū)動模塊。是使用L297(環(huán)形分配器專用芯片)和L298構(gòu)成的具有恒流斬波功能的步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動要求(1)能夠提供較快的電流上升和下降速度,使電流波形盡量接近矩形。具有供截止期間釋放電流流通的回路,以降低繞組兩端的反電動勢,加快電流衰減。(2)具有較高韻功率及效率。步進電機驅(qū)動器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移,或者說:控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號,通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一個步距角。也就是說步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。所以控制步進脈沖信號的頻率,就可以對電機精確調(diào)速;控制步進脈沖的個數(shù),就可以對電機精確定位。步進電機驅(qū)動器有很多,我們應(yīng)以實際的功率要求合理的選擇驅(qū)動器。。供應(yīng)杰力科技直線步進電機的深圳市杰力科技有限公司與您攜手共創(chuàng)輝煌!
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