步進電機的常用驅(qū)動方式有哪些？

 

　　步進電動機是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的控制電機，常作為數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（這個角度叫做歩距角）。

 

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

 

　　1.恒電壓驅(qū)動

 

　　單電壓驅(qū)動是指在電機繞組工作過程中，只用一個方向電壓對繞組供電，多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動方式，現(xiàn)在基本不用了。

 

　　優(yōu)點：電路簡單，元件少、控制也簡單，實現(xiàn)起來比較簡單

 

　　缺點：必須提供足夠大的電流的三極管來進行開關(guān)處理，步進電機運轉(zhuǎn)速度比較低，電機震動比較大，發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用，所以不多描述。

 

　　2.高低壓驅(qū)動

 

　　由于恒電壓驅(qū)動存在以上諸多缺點，技術(shù)的進一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅(qū)動來改善恒電壓驅(qū)動的部分缺點，高低壓驅(qū)動的原理是，在電機運動到整步的時候使用高壓控制，在運動到半步的時候使用低壓控制，停止時也是使用低壓來控制。

 

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

 

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

 

　　3.自激式恒電流斬波驅(qū)動

 

　　自激式恒電流斬波驅(qū)動的工作原理是通過硬件設(shè)計當電流達到某個設(shè)定值的時候通過硬件將其電流關(guān)閉，然后轉(zhuǎn)為另一個繞組通電，另一個繞組通電的電流到某個固定的電流的時候，又能通過硬件將其關(guān)閉，如此反復，推進步進電機運轉(zhuǎn)。

 

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

 

　　缺點：對電路設(shè)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(qū)動元件，對元件性能要求比較高。

 

　　4.電流比較斬波驅(qū)動（目前市場上主要采用的技術(shù)）

 

　　電流比較斬波驅(qū)動是把步進電機繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓，與D／A轉(zhuǎn)換器輸出的預設(shè)值進行比較，比較結(jié)果來控制功率管的開關(guān)，從而達到控制繞組相電流的目的。

 

　　優(yōu)點：使運動控制模擬正弦波的特點，大大提高性能，運動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：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，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導致高頻干擾，進而導致驅(qū)動元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅(qū)動器使用1年多的時候容易出現(xiàn)紅燈保護的主要原因。