步进电动机的驱动办法

来源：半岛在线登录官网    发布时间：2025-08-04 11:23:40

  步进不能直接接到工频沟通或直流上作业，而一定要运用专用的步进电动机驱动器，如图1所示，它由脉冲发生操控单元、功率驱动单元、维护单元等组成。图中点划线所围住的二个单元可以用微机操控来完成。驱动单元与步进电动机直接耦合，也可理解成步进电动机微机操控器的功率接口，这儿予以简略介绍。

  有用电路如图2所示。在电机绕组回路中串有电阻rs，使电机回路时刻常数减小，高频时电机能发生较大的电磁转矩，还能缓解电机的低频共振现象，但它引起附加的损耗。正常的情况下，简略单电压驱动线路中，rs是必不可少的。rs对步进电动机单步呼应的改进如图2(b)。

  双电压驱动的功率接口如图3所示。双电压驱动的基本思路是在较低（低频段）用较低的电压ul驱动，而在高速（高频段）时用较高的电压uh驱动。这种功率接口需求两个操控信号，uh为高压有用操控信号，u为脉冲调宽驱动操控信号。图中，功率管th和dl构成电源转化电路。当uh低电平，th关断，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。这种电路可使电机在高频段也有较大出力，而停止锁守时功耗减小。

  高低压功率驱动接口如图4所示。高低压驱动的规划思维是，不管电机作业频率怎么，均运用高电压uh供电来进步导通相绕组的电流前沿，而在前沿往后，用低电压ul来坚持绕组的电流。这一作用相同改进了驱动器的高频功能，并且不用再串联电阻rs，消除了附加损耗。高低压驱动功率接口也有两个输入操控信号uh和ul，它们应坚持同步，且前沿在同一时刻跳变，如图5所示。图中，高压管vth的导通时刻tl不能太大，也不能太小，太大时，电机电流过载；太小时，动态功能改进不明显。一般可取1~3ms。（当这个数值与电机的时刻常数相其时较为恰当）。

  恒流驱动的规划思维是，设法使导通相绕组的电流不管在确定、低频、高频作业时均坚持固定数值。使电机具有恒转矩输出特性。这是现在运用较多、作用较好的一种功率接口。图5是斩波恒流功率接口原理图。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vt2一起受控于走步脉冲，当电流大于恒流给定的数值，vt2被封闭，电源u被切除。因为电机绕组具有较大电感，此刻靠二极管vd续流，坚持绕组电流，电机靠耗费电感中的磁场能量发生出力。此刻电流将按指数曲线衰减，相同电流采样值将减小。当电流小于恒流给定的数值，vt2导通，电源再次接通。如此重复，电机绕组电流就稳定在由给定电平所决议的数值上，构成小小的锯齿波，如图5所示。

  斩波恒流功率驱动接口也有两个输入操控信号，其间u1是数字脉冲，u2是模拟信号。这种功率接口的特点是：高频呼应大幅度的提高，挨近恒转矩输出特性，共振现象消除，但线路较杂乱。现在已有相应的集成功率模块可供选用。

  l298芯片是一种h桥式驱动器，它规划成接受规范ttl逻辑电平信号，可用来驱动电理性负载。h桥可接受46v电压，相电流高达2.5a。l298(或xq298，sgs298)的逻辑电路运用5v电源，功放级运用5~46v电压，下桥发射极均独自引出，以便接入电流取样电阻。l298(等)选用15脚双列直插小瓦数式封装，工业品等级。它的内部结构如图6所示。h桥驱动的主要特征是可以对电机绕组进行正、反两个方向通电。l298十分适合于对二相或四相步进电动机的驱动。

  与l298类似的电路还有ter公司的3717，它是单h桥电路。sgs公司的sg3635则是单桥臂电路，ir公司的ir2130则是三相桥电路，allegro公司则有a2916、a3953等小功率驱动模块。