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步进电机控制系统驱动技术国内外研究现状

时间:2022-01-05 22:57来源:毕业论文
常见的步进电机控制系统常见的步进电机控制系统有下面几种:1。基于电子电路控制是用电脉冲信号对步进电机进行控制,电脉冲信号是由电子元器件的行动来产生。一般的脉冲信号都

常见的步进电机控制系统常见的步进电机控制系统有下面几种:1。基于电子电路控制是用电脉冲信号对步进电机进行控制,电脉冲信号是由电子元器件的行动来产生。一般的脉冲信号都比较弱,驱动能力也就比较差,所以脉冲信号需要驱动电路进行放大。功率放大驱动电路和控制电路、步进电机三者构成了步进电机控制系统。这种控制电路功能性很强,而且设计起来较为简单。76753

这个系统是有三部分组成。系统结构图

这种方案分开环和闭环控制两部分。开环控制时,满足了平稳性好,设计简单,成本低,这几个要求,但不能进行高精度细分。当进行闭环控制,就可以实现开环控制时不能进行的高精度细分,而且还可以无级调速。闭环控制时不停地检验查找转子的位置和速度,之后进行处理,给出脉冲链来控制步进电机去依次响应每步的控制信号,这样需要控制方法正确,电机就不会轻易失步。

2.基于单片机控制

步进电机通过单片机实现硬件和软件的联合的方法。把分配器用软件部分代替,使步进电机能处于最好的被控状态。将单片机接口线与该电机各项驱动的线路相连接,从而实现单片机接线口对于各个驱动线路的一一控制。单片机的功能比较好,所以可以围绕单片添加许多的外围电路,控制步进电机的正反转、启停、转速的电路就是键盘。然后可以经显示器能够显示步进电机的反正转、速度等状态。然后通过单片机内的程序来控制与实现脉冲的正常输入。论文网

3步进电机驱动技术基本类型

步进电动机于上世纪出现,它与现代的反应式步进电动机的组成、工作原理基本没有本质上的区别,这两种电机都是靠气隙间的磁导改变来产生电磁转矩。二十世纪八十年代之后,由于微型计算机的出现,而且其价格低廉,从而使步进电动机出现了更多样化的控制方式。方式大致可以分为如下几种:

单电压驱动、斩波恒流驱动、细分驱动与升频升压驱动高低压驱动等等。单电压驱动指的是为了提升步进电机的高频特性而是电路的时间常数改变的驱动技术。六十年代初,这种驱动技术在国外就已经开始大范围的使用,这种技术有结构简单、成本较低的优点;但能量损耗严重。

单电压串电阻驱动是指以上面一种驱动技术为基础,再在电枢绕组回路上串入电阻,这样就可以有效的改善电路的时间常数,从而提升电机的高频特性。这样就可以提高了电机的高频响应和减少电动机的共振,但是会有能量损耗大、工作效率低的缺点。主要在小功率或者启动和运行的频率没有太高要求的场合使用这种驱动。

高低压驱动是指在电机任何的工作频率时,通过于导通相的前沿使用高电压供电从而提升电流的上升沿斜率,在之后使用低电压用以保持绕组的电流强度,也就是增大绕组电流强度的注入量来增加出力。 

细分驱动指的是当脉冲切换时,不会通入或去掉绕组的所有电流,只是变化对应绕组中的一部分的电流强度,电动机的合成磁势也是只转动部分的步距角。这种技术是步进电动机驱动技术的一次巨大的进步

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