步進(jìn)電機的常用驅動(dòng)方式有哪些？

 

　　步進(jìn)電動(dòng)機是一種把電脈沖信號轉換成機械角位移的控制電機，常作為數字控制系統中的執行元件。當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度（這個(gè)角度叫做歩距角）。

 

　　步進(jìn)電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專(zhuān)用的驅動(dòng)器，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅動(dòng)單元、保護單元等組成。驅動(dòng)器有多種驅動(dòng)方式，這里予以簡(jiǎn)單介紹：

 

　　1.恒電壓驅動(dòng)

 

　　單電壓驅動(dòng)是指在電機繞組工作過(guò)程中，只用一個(gè)方向電壓對繞組供電，多個(gè)繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅動(dòng)方式，現在基本不用了。

 

　　優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，元件少、控制也簡(jiǎn)單，實(shí)現起來(lái)比較簡(jiǎn)單

 

　　缺點(diǎn)：必須提供足夠大的電流的三極管來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)處理，步進(jìn)電機運轉速度比較低，電機震動(dòng)比較大，發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用，所以不多描述。

 

　　2.高低壓驅動(dòng)

 

　　由于恒電壓驅動(dòng)存在以上諸多缺點(diǎn)，技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅動(dòng)來(lái)改善恒電壓驅動(dòng)的部分缺點(diǎn)，高低壓驅動(dòng)的原理是，在電機運動(dòng)到整步的時(shí)候使用高壓控制，在運動(dòng)到半步的時(shí)候使用低壓控制，停止時(shí)也是使用低壓來(lái)控制。

 

　　優(yōu)點(diǎn)：高低壓控制在一點(diǎn)程度上改善了震動(dòng)和噪音，第一次提出細分控制步進(jìn)電機的概念，同時(shí)也提出了停止時(shí)電流減半的工作模式。

 

　　缺點(diǎn)：電路相對恒電壓驅動(dòng)復雜，對三極管高頻特性要求提高，電機低速仍然震動(dòng)比較大，發(fā)熱仍然比較大，現在基本上不使用這種驅動(dòng)模式。

 

　　3.自激式恒電流斬波驅動(dòng)

 

　　自激式恒電流斬波驅動(dòng)的工作原理是通過(guò)硬件設計當電流達到某個(gè)設定值的時(shí)候通過(guò)硬件將其電流關(guān)閉，然后轉為另一個(gè)繞組通電，另一個(gè)繞組通電的電流到某個(gè)固定的電流的時(shí)候，又能通過(guò)硬件將其關(guān)閉，如此反復，推進(jìn)步進(jìn)電機運轉。

 

　　優(yōu)點(diǎn)：噪音大大減小，轉速一定程度上提高了，性能比前兩種有一定的提高。

 

　　缺點(diǎn)：對電路設計要求比較高，對電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅動(dòng)元件，對元件性能要求比較高。

 

　　4.電流比較斬波驅動(dòng)（目前市場(chǎng)上主要采用的技術(shù)）

 

　　電流比較斬波驅動(dòng)是把步進(jìn)電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓，與D／A轉換器輸出的預設值進(jìn)行比較，比較結果來(lái)控制功率管的開(kāi)關(guān)，從而達到控制繞組相電流的目的。

 

　　優(yōu)點(diǎn)：使運動(dòng)控制模擬正弦波的特點(diǎn)，大大提高性能，運動(dòng)速度和噪音都比較小，可以使用比較高的細分，是當前流行的控制方法。

 

　　缺點(diǎn)：電路比較復雜，對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導致高頻干擾，進(jìn)而導致驅動(dòng)元件發(fā)熱或者由于頻率過(guò)高而老化，這也是很多驅動(dòng)器使用1年多的時(shí)候容易出現紅燈保護的主要原因。