步进电机斩波恒流驱动原理
步进电机的驱动原理
步进电机的驱动原理
步进电机的驱动原理可以通过以下几点来解释：
1. 电磁驱动：步进电机内部通常包含多个线圈，每个线圈都有一对电极。
通过交替通电来激励这些线圈，可以产生磁场。
这个磁场与固定磁铁或其他线圈的磁场相互作用，从而使电机转动。
2. 步进角度：步进电机的转动一般是围绕其轴心以一定的步进角度进行的。
这个步进角度是由电机的结构和驱动信号决定的。
常见的步进角度有1.8度、0.9度、0.72度等。
通过适当的电
流驱动和控制信号，可以实现电机按照这些角度进行准确的转动。
3. 控制信号：步进电机一般需要外部的电流驱动器或控制器来提供适当的电流和控制信号。
这些控制信号通常是脉冲信号，通过改变脉冲的频率、宽度和方向，可以控制电机的转动速度和方向。
4. 开环控制：步进电机的控制通常是开环控制，即没有反馈回路来监测电机的实际位置和速度。
控制信号是基于预先设定的脉冲数目和频率来驱动电机的。
因此，步进电机在运行过程中可能存在累积误差，特别是在高速运动或长时间运行的情况下。
总而言之，步进电机的驱动原理是通过控制电流、改变磁场以及控制信号的脉冲，实现电机按照设定的步进角度进行准确转动的过程。
步进电机细分驱动原理及恒流斩波原理
步进电机细分驱动原理及恒流斩波原理细分的基木概念为：步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小了。
如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为'电机固有步距角'的十分之一，也就是：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.80；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.180。
细分功能完全是山驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。
驱动器细分后的平要优点为：完全消除了电机的低频振荡；提高了电机的输出转矩，尤其是对三相反应式电机，其力矩比不细分时提高约30-40%；提高了电机的分辨率，山于减小了步距角、提高了步距的均匀度，'提高电机的分辨率'是不言而喻的。
以上这些优点，尤其是在性能卜的优点，并不是一个量的变化，而是质的匕跃。
因此，在性能上的优点是细分的真正优点。
细分原理当要求步进电动机有更小的步距角，更高的分辨率(即脉冲当影，或者为减小电动机振动、噪声等原因，可以在每次输入脉冲切换时，不是将绕组电流个部通入或切除，而是只改变相应绕组中额定的一部分，则电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分，转子的每步运行也只有步距角的一部分。
这里，绕组电流不是一个方被，而是阶梯波，额定电流是台阶式的投入或切除，电流分成步进电机细分驱动控制器的研究多少个台阶，则转子就以同样的步数转过一个步距角。
这种将一个步跟角细分成若干步的驱动方法，称为细分驱动。
细分驱动时绕组阶梯电流波形示意图如图2-10所示。
细分技术又称为微步距控制技术，是步进电动机开环控制最新技术之一，利用计算机数字处理技术和D/A转换技术，将图2 Fig2-10 to绕组阶梯电流彼推图.Waveform of Winding Current各相绕组电流通过PWM控制，获得按规律改变其幅值的大小和方向，实现将步进电动机一个整步均分为若干个更细的微步。
每个微步距可能是原来基本步距的数卜分之一，甚至是数百分之一。
单片机控制的步进电动机斩波恒流细分驱动器的实现
单片机控制的步进电动机斩波恒流细分驱动器的实现引言步进电动机是一种将离散的电脉冲信号转化为相应角位移或线位移的电磁机械装置，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，是一种输入与输出脉冲对应的增量驱动元件。
它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，已经在工业上得到广泛的应用。
但其步矩角较大，一般为1.53，往往满意不了某些高精度定位、精密加工等方面的要求。
实现细分驱动是减小步矩角、提高步进辨别率、增加电动机运行平稳的一种行之有效的方法。
目前步进电动机细分驱动掌握，多采纳量化的梯形波、正弦波作为细分驱动的电流波形，但实际上这些电流波形一般在步进电动机上均不能得到满足的细分精度。
在合理选择电流波形的基础上，提出用at89c52单片机掌握实现的步进电动机斩波恒流细分驱动方案，其运行功率小，牢靠性高，通用性好，细分精度高，具有很强的有用性。
2 细分电流波形的选择及量化步进电动机的细分掌握，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中的电流掌握，使步进电动机内部的合成磁场为匀称的圆形旋转磁场，从而实现步进电动机步矩角的细分。
一般状况下，合成磁场矢量的幅值打算了步进电动机旋转力矩的大小，相邻两个合成磁场矢量之间的夹角大小打算了步矩角的大小。
因此，想要实现对步进电机的恒力矩匀称细分掌握，必需合理掌握步进电机绕组中的电流，使电动机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉冲所引起的合成磁场的角度变化也要匀称。
我们知道在空间彼此相差2/m的m 相绕组，分别通以相位上差2/m而幅值相同的正弦电流，则合成的电流矢量便在空间做旋转运动，且幅值保持不便。
这一点对于反映式步进电动机来说比较困难，由于反应式步进电动机来说比较困难，由于反映式步进电动机的旋转磁场只与绕组电流的肯定值有关，而与电流的正反流向无关。
以比较经济合理的方式对步进电机实现步矩角的任意细分，绕组电流波形宣采纳如图1所示的形式<center style="color: rgb(0, 0, 0); font-size: 14px; line-height: 28px; font-family: simsun; orphans: 2; widows: 2;"</center 其中，为电动机转子偏离参考点的角度。
步进电机的工作原理及其原理图
步进电机的工作原理及其原理图————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、前言步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。
仅仅处于一种盲目的仿制阶段。
这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。
签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。
叙述其基本工作原理。
望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。
二、感应子式步进电机工作原理（一）反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。
下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：2、旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C 偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。
步进电机驱动之全桥驱动与斩波恒流
步进电机驱动之全桥驱动与斩波恒流先看两相绕组的全桥驱动电路，四路基本相同的驱动电路，抓取一组电路来分析：全桥驱动电路，其中Q7和Q8基极和发射极短接，相当于一个反向的二极管。
为了便于分析，将原理图简化后如下所示：查看IM2000S芯片手册，对全桥驱动芯片输入脚的定义如下：以上四个输入端：B相高低端全桥控制信号，用来控制离散的PN,NN的全桥或者半桥IC. 从上述可以知道，输出的是一个离散量，那么，是怎样控制电机，使电机获得一个sin和cos 的电流信号而驱动电机的呢？这里要深入理解一个概念：斩波恒流！斩波恒流的原理是：当环形分配器导通的时候，IC2使得TL和TH导通，电源通过TH和TL 和电机向下有电流输出，此时R左端的电压上升，当电流上升到给定电平时，比较器反转，输出为低，使得IC1截止，此时电感使电流缓慢下降，此时通过TL采样的电压变低，当电压低于给定电平时候，比较器反转，使得IC1再次导通，这样可以快速的波动，而使电感上的电流保持一个恒定的值。
当环形分配器给出低电平时，IC1和IC2截止，电流通过D2流入电源，从而实现节能。
此时，再看上图，会发现：1、BHO和ALO为一个通路，AHO和BLO为一个通路，实现电流的正向和反向。
2、BHO和AHO的开关频率会比BL0，ALO大很多，BL0和ALO只有在正向和负方向反转的时候出现跳变，而BHO和AHO的频率会很快以实现恒流。
这里值得注意的一点是，上述过程仅仅是在一个细分时候，一个数模转换量上保持的恒流。
如果整步为256细分，则在256细分的每一个细分阶段实际上过程就是上文红色字体运行一遍的一个过程，而要使整个电机转动一圈，则需要完成一个SIN和COS的整个过程，如果上面的过程仍然无法理解，请参看步进电机细分方面的内容。
从整个驱动电路的系统上看，整个闭环是按照如下进行工作的：1、TC1002发出一个启动信号，使得全桥驱动芯片导通A+的MOS1和A-的MOS2形成回路，此时在A-上采集的电压通过比较器与正弦信号输出的给定参考电压形成对比，当电压超过参考电压时，比较器翻转，翻转信号反馈给TC1002，然后低电平的信号反馈给A+的MOS1，此时MOS关闭，电机上的电流通过A+的MOS1流回电源，从而完成周而复始的完成整步的1/N的一次恒流。
步进电机驱动器的工作原理
步进电机驱动器的工作原理
步进电机驱动器的工作原理如下：
1. 步进电机驱动器接收来自控制器的输入信号，这些信号告诉电机要旋转多少步数以及旋转方向。
2. 驱动器将输入信号转换成适合步进电机操作的电流波形。
这通常涉及将信号转换为数字脉冲，然后通过逻辑电路将脉冲转换为电流波形。
3. 电流波形被送到步进电机的线圈。
步进电机通常由多个线圈组成，当电流通过线圈时，会产生一个磁场。
4. 磁场的极性和强度的变化导致步进电机的转动。
线圈之间的磁场相互作用会导致电机转动到下一个步进角度。
5. 驱动器接收到的下一个步进信号后，会改变电流波形的极性和强度，从而改变步进电机的转动。
这样的迭代过程将使步进电机按照预定的旋转步数和方向精确地旋转。
总的来说，步进电机驱动器通过将输入信号转换为适合步进电机操作的电流波形，改变电流波形的极性和强度，以及通过线圈之间的磁场相互作用来控制步进电机的运动。
恒流驱动原理
恒流驱动原理
恒流驱动是一种常用于电子设备的驱动方式，其原理是通过恒流源来不断提供恒定的电流给被驱动器件。
这种驱动方式常用于LED灯、激光二极管等需要恒定电流的器件。
恒流驱动的原理非常简单。
首先，恒流源会产生一个恒定的电流输出，无论被驱动器件的电阻变化或电源电压波动，都能保持恒定的输出电流。
这主要依靠反馈电路来实现。
反馈电路的作用是检测被驱动器件的电流，并将其与设定的恒定电流进行比较。
如果被驱动器件的电流低于设定值，反馈电路会通过调节电压来提高电流，从而保持恒流输出；反之，如果被驱动器件的电流高于设定值，反馈电路会降低电流输出，以达到恒流的目的。
在实际应用中，恒流驱动可以提供稳定的电流输出，从而确保被驱动器件的工作状态和性能不会受到电流波动的影响。
此外，恒流驱动还能在一定程度上保护被驱动器件免受过电流损坏的风险。
总之，恒流驱动是一种有效的驱动方式，通过恒流源和反馈电路的配合，能够提供稳定的电流输出，确保被驱动器件的正常工作。
这在许多电子设备中都有广泛的应用。
步进电机驱动 斩波电路原理
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如图3: T1 是一个高频开关管。
T2 管的发射极接一个电流取样小电阻R。
比较器一端接给定电压uc, 另一端接R 上的压降。
控制脉冲ui为低电平时, T1 和T2 均截止。
当ui为高电平时, T1 和T2 均导通, 电源向电机供电。
由于绕组电感的作用, R 上电压逐渐升高, 当超过给定电压uc, 比较器输出低电平, 与
门因此输出低电平, T1 截止, 电源被切断, 绕组电感放电。
当取样电阻上的电压小于给定电压时, 比较器又输出高电平, 与门输出高电平, T1 又导通, 电源又开始向绕组供电, 这样反复循环, 直到ui又为低电平。
因此: T2 每导通一次, T1 导通多次, 绕组的电流波形为锯齿形, 如图4 所示, 在T2 导通的时间里电源是脉冲式供电( 图4 中ua波形) , 所以提高了电源效率, 而且还能有效抑制共振。