步進電機的控制
發(fā)布時間:2014/6/10 21:54:48 訪問次數(shù):699
四相步進電機的控制電路如圖7-26所示。
圖7-26 四相步進電機控制電路框圖
由圖7-26可知,AD7821KRZ步進電機中有脈沖分配電路和驅動電路兩個重要電路。
脈沖分配電路有少進脈沖和轉向控制兩個輸入信號。脈沖分配電路在步進脈沖信號和轉向控制信號的共同作用下產(chǎn)生正確轉向的四相激勵信號。此激勵信號經(jīng)過驅動電路送至步進電機,從而控制步進電機朝正確的方向轉動,此激勵信號的頻率決定了步電機的轉速。脈沖分配可通過脈沖分配器實現(xiàn),也可通過軟件實現(xiàn)。
驅動電路的主要作用是實現(xiàn)功率放大。一般脈沖分配器輸出的驅動能力是有限的,它不可直接驅動步進電機,通常要經(jīng)過一級功率放大。對于功率家已經(jīng)生產(chǎn)出了集成度較高、脈沖分配與驅動電路集成在一塊的芯片,應用中只需要將它的輸出端與步進電機相連即可。
對于驅動電路而言,驅動它的直流供電電源十分重要。
(1)電壓的確定。驅動電路是直接驅動步進電機的,因此供電電源電壓要根據(jù)步進電機的工作轉速和相應要求來選擇。如果步進電機工作轉速較高或響應要求較快,那么電壓取值也較高,但注意電源電壓的紋波不能超過驅動器的最大輸入電壓,否則可能損壞驅動器。
(2)電流的確定。供電電源電流一般根據(jù)驅動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源,電源電流一般可取I的1.1~1.3倍:如果采用開關電源,電源電流一般可取I的1.5~2.0倍。
步進電機在步進時是機械轉動,因此存在慣性。當從靜止狀態(tài)起到步進時,相當于開始轉動的速度為零,它不可能立即就達到最大轉速(頻率),因此要有一個逐漸加速的過程,否則可能由于慣性導致“失步”。例如,開始應該走20步,卻只走了19步,丟了1步。步進電機的最高啟動頻率(又稱突跳頻率)一般為O.lkHz~3或4kHz,以超過最高啟動頻率的頻率直接啟動,將出現(xiàn)失步現(xiàn)象,甚至無法啟動。同理,當步進電機以最離頻率(可達幾百千赫茲)步進時,它不可能立即停下來,很可能出現(xiàn)多走幾步的情況,這當然也會造成錯誤,因此在停止之前應當有一個預先減速的過程,到該停止的位置時,速度已經(jīng)很慢,慣性已經(jīng)很小,才能立即停止。
步進電機在轉換方向時,也一定要在電機降速停止或降到突跳頻率之內(nèi)再換向,以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞步進電機。換向信號一定要在前一個方向的最后一個激勵脈沖結束后以及下一個方向的第一個激勵脈沖前發(fā)出。步進電機在某一高速運行時的正、反向切換實質(zhì)上包含了降速、換向和升速3個過程。
四相步進電機的控制電路如圖7-26所示。
圖7-26 四相步進電機控制電路框圖
由圖7-26可知,AD7821KRZ步進電機中有脈沖分配電路和驅動電路兩個重要電路。
脈沖分配電路有少進脈沖和轉向控制兩個輸入信號。脈沖分配電路在步進脈沖信號和轉向控制信號的共同作用下產(chǎn)生正確轉向的四相激勵信號。此激勵信號經(jīng)過驅動電路送至步進電機,從而控制步進電機朝正確的方向轉動,此激勵信號的頻率決定了步電機的轉速。脈沖分配可通過脈沖分配器實現(xiàn),也可通過軟件實現(xiàn)。
驅動電路的主要作用是實現(xiàn)功率放大。一般脈沖分配器輸出的驅動能力是有限的,它不可直接驅動步進電機,通常要經(jīng)過一級功率放大。對于功率家已經(jīng)生產(chǎn)出了集成度較高、脈沖分配與驅動電路集成在一塊的芯片,應用中只需要將它的輸出端與步進電機相連即可。
對于驅動電路而言,驅動它的直流供電電源十分重要。
(1)電壓的確定。驅動電路是直接驅動步進電機的,因此供電電源電壓要根據(jù)步進電機的工作轉速和相應要求來選擇。如果步進電機工作轉速較高或響應要求較快,那么電壓取值也較高,但注意電源電壓的紋波不能超過驅動器的最大輸入電壓,否則可能損壞驅動器。
(2)電流的確定。供電電源電流一般根據(jù)驅動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源,電源電流一般可取I的1.1~1.3倍:如果采用開關電源,電源電流一般可取I的1.5~2.0倍。
步進電機在步進時是機械轉動,因此存在慣性。當從靜止狀態(tài)起到步進時,相當于開始轉動的速度為零,它不可能立即就達到最大轉速(頻率),因此要有一個逐漸加速的過程,否則可能由于慣性導致“失步”。例如,開始應該走20步,卻只走了19步,丟了1步。步進電機的最高啟動頻率(又稱突跳頻率)一般為O.lkHz~3或4kHz,以超過最高啟動頻率的頻率直接啟動,將出現(xiàn)失步現(xiàn)象,甚至無法啟動。同理,當步進電機以最離頻率(可達幾百千赫茲)步進時,它不可能立即停下來,很可能出現(xiàn)多走幾步的情況,這當然也會造成錯誤,因此在停止之前應當有一個預先減速的過程,到該停止的位置時,速度已經(jīng)很慢,慣性已經(jīng)很小,才能立即停止。
步進電機在轉換方向時,也一定要在電機降速停止或降到突跳頻率之內(nèi)再換向,以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞步進電機。換向信號一定要在前一個方向的最后一個激勵脈沖結束后以及下一個方向的第一個激勵脈沖前發(fā)出。步進電機在某一高速運行時的正、反向切換實質(zhì)上包含了降速、換向和升速3個過程。
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