1、,机电驱动技术,任课教师: 杨 平,机械电子工程学院,第二章 步进电机驱动技术,2.1 步进电机,脉冲工作方式，用于数字控制系统,2.1.1 种类及特点,PM永磁式 永磁转子,定子电磁铁 , 小转矩,VR反应式 齿形铁芯转子,定子电磁铁 ，,中转矩,HB混合式 是PM与VR的复合形式 ，, 较大转矩,特点:1.脉冲工作方式,易于数字控制(尤其是开环)； 2.通电自锁；,3.静态发热(此时相电流最大,且绕组不换接)； 4.动态有失步现象。,2.1.2 主要性能指标及概念,1. 步距角: 输入单位脉冲, 步进电机转过的角度,2. 相: 控制绕组的个数,3.拍:控制脉冲,变换器,在一个电压变化周期内
2、的换相次数称为,“拍”数决定步距角大小,使绕组换相形成旋转磁场,4. 起动转矩: 转速由0设定转速时 所能驱动的最大负载转矩,5. (最大)静转矩: 转子不转时的电磁转矩,是步进 电机的转矩最大值反映了 制动能力和低速负载能力,6. (失步转矩)动转矩: 不失步的极限转矩,7. 起动频率: 步进电机不失步起动的最大频率。 负载大则起动频率低,8. 最大空载运行频率(最大响应频率): 不失步运行的极限频率,2.2 步进电机的驱动与控制,步进电动机控制系统组成框图,1. 脉冲分配器, 作用:控制指令脉冲,环形分配器, 环分方式,a. 硬件环分: 分立元件、专用环分芯片(集成块),b. 软件环分:
3、单片机(I/O口)、光耦、各绕组,于建立旋转磁场),绕组按事先规定的时间顺序通/断电(相当,步进电机各相,2. 步数/速度控制,控制脉冲个数 步矩角脉冲当量,控制脉冲频率转速,3. 驱动电路, 高/低压驱动电路(功耗小,电流波形较佳),启动:高压,低压,加到绕组, 绕组电流=额定电流,当绕组电流额定电流1-2倍时,断开,(以较大转矩升速),加到绕组, 使绕组电流迅速上升,高/低压驱动电路,高/低压驱动电路的电压和电流波形图,(a)脉冲电压 (b)绕组电压 (c)绕组电流, 斩波限流驱动电路,采用VMOS大功率场效应管(高压/大电流功率管) 作为驱动电路功率元件。 图中V1、V2管工作在开关状态，电流波形更好 （前/后沿陡，因限流斩波使电流无突跳），效率 更高。,THE END,
