步进电机细分驱动技术
步进电机对应于一个电脉冲,转子转动一步;即一个步距角θs。
若每次输入脉冲切换时,只改变对应绕组额定电流的一部分那么转子相对应的每步转动也只会是原有θs的一部分。额定电流分成多少个级别进行切换,转子就以多少步来转完一个θs 。
即通过控制绕组中电流的数值调整步距角θs大小,这种控制方式为不进电机细分控制。
如下图所示,在一个输入脉冲宽度内把电流按线
性(或正弦规律)分成n分。数字信号D/A→VREF,
VREF与VC比较,以保证电流值在要求的值上。
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通过A放大器之后为V REF 。比较放大器和功放组成一个闭环调节系统。当绕组中电流因某种原因iL↓下降,则
iL→VC→(VREF →VC )↑→Vb → iL↑ 使绕组电流仍稳定于iL。
如输入的Di↑D k则Di→D/A →A输出为VREFK,则为(过程为)
Di→D k→VREF→ VREFK→Vb → iL→ iLk
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1)从8位单片机送出的数据D~D,数值00H~0FFH,对应与十进制数是0~,要求每个阶梯的电流差值相等,即要求细分步数必须能对255整除,显然细分 只能为3,5,15,17,51,85几种。
2)一般按正弦规律变化细分的多相电流,合成磁势幅值保持不变,转角细分精确;
3)通过细分驱动可得到更小的脉冲当量,提高了定位精度;
4)绕组电流均 从小增到大,或从大降到小,避免了电流冲击,基本消除了步进电机低速振动,电机低速运转平稳,无噪声。
步进电机的细分控制得到了广泛应用。
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四相步进电机线型规律细分电流时序图
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正弦阶梯波细分电流波形图
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正弦细分驱动电路
D/A
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功率步进电机用作开环进给系统的伺服驱动装置,组成开环进给系统,一般技术性能不能满足使用要求,其性能的提高受到限制。60年代出现了小惯量直流伺服电机,70年代初出现了大惯量宽调速伺服电机;目前,许多数控机床采用大惯量直流伺服电机。
直流伺服电动机调速系统
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直流电机的用途
电源
励磁机
测速
伺服
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直流电机的原理和结构
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定子和转子
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