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步进电机驱动器

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-07-30 11:48 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

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  步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的推广机构。当步进驱动器授与到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的目标转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的回旋是以固定的角度一步一步运转的。能够通过掌管脉冲个数来掌管角位移量,从而到达精确定位的目标;同时能够通过掌管脉冲频率来掌管电机转动的速率和加快率,从而到达调速和定位的目标。

  步进电动机和步进电动机驱动器组成步进电机驱动编制。步进电动机驱动编制的职能,不单取决于步进电动机自己的职能,也取决于步进电动机驱动器的优劣。对步进电动机驱动器的推敲简直是与步进电动机的推敲同步举行的。

  步进电机按布局分类:步进电动机也叫脉冲电机,包含反映式步进电动机(VR)、永磁式步进电动机(PM)、羼杂式步进电动机(HB)等。

  (1)反映式步进电动机:也叫感想式、磁滞式或磁阻式步进电动机。其定子和转子均由软磁质料制成,定子上平均分散的大磁极上装有众相励磁绕组,定、转子周边平均分散小齿和槽,通电后欺骗磁导的变更发生转矩。日常为三、四、五、六相;可完毕大转矩输出(打发功率较大,电流最高可达20A,驱动电压较高);步距角小(最小可做到10’);断电时无定位转矩;电机内阻尼较小,单步运转(指脉冲频率很低时)震撼时代较长;启动和运转频率较高。

  (2)永磁式步进电动机:平日电机转子由永磁质料制成,软磁质料制成的定子上有众相励磁绕组,定、转子周边没有小齿和槽,通电后欺骗永磁体与定子电流磁场互相感化发生转矩。日常为两相或四相;输出转矩小(打发功率较小,电流日常小于2A,驱动电压12V);步距角大(比如7.5度、15度、22.5度等);断电时具有必然的坚持转矩;启动和运转频率较低。

  (3)羼杂式步进电动机:也叫永磁反映式、永磁感想式步进电动机,羼杂了永磁式和反映式的便宜。其定子和四相反映式步进电动机没有区别(但统一相的两个磁极相对,且两个磁极上绕组发生的N、S极性务必类似),转子布局较为庞杂(转子内部为圆柱形永磁铁,两头外衣软磁质料,周边有小齿和槽)。日常为两相或四相;须提供正负脉冲信号;输出转矩较永磁式大(打发功率相对较小);步距角较永磁式小(日常为1.8度);断电时无定位转矩;启动和运转频率较高;成长较疾的一种步进电动机。

  步进电动机不行直接接到直流或调换电源上办事,务必利用专用的驱动电源(步进电动机驱动器)。掌管器(脉冲信号发作器)能够通过掌管脉冲的个数来掌管角位移量,从而到达精确定位的目标;同时能够通过掌管脉冲频率来掌管电机转动的速率和加快率,从而到达调速的目标。

  步进电机驱动器的道理,采用单极性直流电源供电。只消对步进电机的各相绕组按符合的时序通电,就能使步进电机步进转动。图1是该四相反映式步进电机办事道理示希图。

  四相步进电机步进示希图 首先时,开合SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极发生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极发生错齿。 当开合SC接通电源,SB、SA、SD断开时,因为C相绕组的磁力线号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组发生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极发生错齿。循序类推,A、B、C、D四相绕组轮替供电,则转子会沿着A、B、C、D目标转动。

  四相步进电机遵守通电程序的差异,可分为单四拍、双四拍、八拍三种办事格式。单四拍与双四拍的步距角相称,但单四拍的转动力矩小。八拍办事格式的步距角是单四拍与双四拍的一半,以是,八拍办事格式既能够坚持较高的转动力矩又能够提升掌管精度。

  单四拍、双四拍与八拍办事格式的电源通电时序与波形判袂如图2.a、b、c所示。

  驱动器相当于开合的组合单位。通过上位机的脉冲信号有程序给电机相序通电使电机转动。

  对环行分派器发生的开合信号波形举行PWM调制以及对合系的波形举行滤波整形打点3:饱励级:对开合信号的电压,电流举行放大晋升主开合电途

  当绕组电流过大时发生合断信号对主回途举行合断,以偏护电机驱动器和电机绕组

  步进电机不行直接接到工频调换或直流电源上办事,而务必利用专用的驱动器,如图所示,它由脉冲发作掌管单位、功率驱动单位、偏护单位等构成。图中点划线所围困的二个单位能够用微机掌管来完毕。驱动单位务必与驱动器直接耦合(防电磁搅扰),也可剖判成微机掌管器的功率接口,这里予以简略先容。

  电途如图所示。正在电机绕组回途中串有电阻Rs,使电机回途 双电压功率驱动接口

  时代常数减小,高频时电性能发生较大的电磁转矩,还能缓解电机的低频共振征象,但它惹起附加的损耗。日常景况下,简略单电压驱动线途中,Rs是不成缺乏的。Rs步进电机单步相应的改革如图3(b)。

  双电压驱动的功率接口如图4所示。双电压驱动的根基思绪是正在较低(低频段)用较低的电压UL驱动,而正在高速(高频段)时用较高的电压UH驱动。这种功率接口必要两个掌管信号,Uh为高压有用掌管信号,U为脉冲调宽驱动掌管信号。图中,功率管TH和二极管DL组成电源转换电途。当Uh低电平,TH合断,DL正偏置,低电压UL对绕组供电。反之Uh高电平,TH导通,DL反偏,高电压UH对绕组供电。这种电途可使电机正在高频段也有较大效能,而静止锁依时功耗减小。

  坎坷压功率驱动接口如图所示。坎坷压驱动的打算思念是,岂论电机 坎坷压功率驱动接口

  办事频率怎样,均欺骗高电压UH供电来提升导通相绕组的电流前沿,而正在前沿事后,用低电压UL来保持绕组的电流。这一感化同样改革了驱动器的高频职能,况且不必再串联电阻Rs,打消了附加损耗。坎坷压驱动功率接口也有两个输入掌管信号Uh和Ul,它们应坚持同步,且前沿正在同偶尔刻跳变,如图所示。图中,高压管VTH的导通时代tl不行太大,也不行太小,太大时,电机电流过载;太小时,动态职能改革不昭彰。日常可取1~3ms。(当这个数值与电机的电气时代常数相当时较量符合)。

  恒流驱动的打算思念是,想法使导通相绕组的电流岂论正在锁定、低频、高频办事时均坚持固定命值。使电机具有 图6 斩波恒流功率驱动接口

  恒转矩输出性子。这是利用较众、成效较好的一种功率接口。图6是斩波恒流功率接口道理图。图中R是一个用于电流采样的小阻值电阻,称为采样电阻。当电流不大时,VT1和VT2同时受控于走步脉冲,当电流赶上恒流给定的数值,VT2被封闭,电源U被切除。因为电机绕组具有较大电感,此时靠二极管VD续流,保持绕组电流,电机靠打发电感中的磁场能量发生效能。此时电流将按指数弧线衰减,同样电流采样值将减小。当电流小于恒流给定的数值,VT2导通,电源再次接通。如许屡屡,电机绕组电流就安稳正在由给定电平所断定的数值上,变成小小的锯齿波,如图所示。

  斩波恒流功率驱动接口也有两个输入掌管信号,个中u1是数字脉冲,u2是模仿信号。这种功率接口的特征是:高频相应大大提升,迫近恒转矩输出性子,共振征象打消,但线途较庞杂。相应的集凯旋率模块可供采用。

  为了进一步提升驱动编制的高频相应,可采用升频升压功率驱动接口。这种接口对绕组供给的电压与电机的运转频率成线性合连。它的主回途实践上是一个开合稳压电源,欺骗频率-电压变换器,将驱动脉冲的频率转换成直流电平,并用此电平去掌管开合稳压电源的输入,这就组成了具有频率反应的功率驱动接口。

  L298芯片是一种H桥式驱动器,它打算成担当准则TTL逻辑电平信号,可用来驱动电感性负载。H桥可承袭46V电压,相电流高达2.5A。L298(或XQ298,SGS298)的逻辑电途利用5V电源,功放级利用5~46V电压,下桥发射极均独立引出,以便接入电流取样电阻。L298(等)采用15脚双列直插小瓦数式封装,工业品等第。它的内部布局如图7所示。H桥驱动的首要特征是也许对电机绕组举行正、反两个目标通电。L298更加合用于对二相或

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