两相混合式步进电机及其驱动技术(公开)
两相混合式步进电机及其驱动技术-最终版.共56页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才பைடு நூலகம்会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
两相混合式步进电机及其驱动技术-最终 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。 版.
Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器使用说明
Q2HB44MC二相混合式步进电机驱动器使用说明1.硬件连接：-将驱动器的V+和GND引脚分别连接到电源的正负极上。
-将电机的两组相线分别连接到驱动器的A+、A-和B+、B-引脚上。
-根据实际情况，选择并连接好步进电机的继电器控制引脚。
2.驱动器参数设置：-驱动器上有一个参数选择开关，用于设置驱动器的工作模式和细分数。
通过设置不同的参数，可以调整电机的转速和精度。
-请参考电机和驱动器的技术手册，了解具体参数设置的含义和影响。
-注意，参数设置需要在电机和驱动器均断电的情况下进行，避免人身伤害和设备损坏。
3.输入信号控制：-本驱动器支持两种输入信号控制方式：脉冲/方向控制和CW/CCW控制。
-脉冲/方向控制方式：通过脉冲信号控制电机的转动步数，在每个脉冲输入时电机转动一个步进角。
方向信号用于控制电机的转动方向。
-CW/CCW控制方式：通过CW、CCW信号控制电机的正转和反转。
-根据实际应用需求选择合适的控制方式，并通过设置驱动器的参数进行配置。
4.报警和保护功能：-本驱动器具备多种报警和保护功能，如过流保护、过热保护等。
-当驱动器工作时发生异常情况，比如过载或温度过高，驱动器会自动停止工作并触发保护功能。
-在使用过程中，要留意驱动器的报警灯和状态指示灯，以便及时发现和解决问题。
5.电机转动方向控制：-本驱动器可通过反转相线的连接方式来控制电机的正转和反转。
-如果电机正反转方向与期望不符合，只需要将A相或B相的两根线交换位置即可实现方向的改变。
6.搭配控制器使用：-本驱动器可以与各种控制器配合使用，如PLC、单片机等。
-控制器需要提供相应的控制信号给驱动器，通过控制信号实现电机的控制和运动。
7.其他注意事项：-在电源和驱动器连接时，确保电源稳定，避免电压波动和供电问题对驱动器正常工作造成影响。
-避免驱动器的过度负载运行，以免损坏电机和驱动器。
-定期检查和清洁驱动器，确保散热良好，以防止过热损坏。
-遵循驱动器和电机的使用和维护手册，避免误操作。
二相混合式步进电机
两相混合式步进电机的工作过程
当两相控制绕组按AA BB或BB AA的次序轮流通电，侮拍只有一相绕组通电，四拍构成一个循环。当控制绕组 有电流通过时，便产生磁动势，它与永久磁钢产生的磁动势相互作用，产生电磁转知，使转子产生步进运动。
当A相绕组通电时，在转子N极端磁极1上的绕组产生的S磁极吸引转子N极，使得磁极1下是齿对齿，磁力线由 转子N极指向磁极1的齿面，磁极5下也是齿对齿，磁极3和7是齿对槽。由于两段转子铁芯上的小齿相互错开半个 齿距，在转子S极端，磁极1'和5’产生的S极磁场，排斥转子S极，与转子正好是齿对槽，磁极3’和7’齿面产生 N极磁场，吸引转子S极，使得齿对齿。
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混合式步进电机系统的性能很大程度取决于控制器的优劣，从前述可以看到步进电机主要有开环、闭环、矢 量和智能控制等控制方式。开环控制使用方便，系统构成简单且成本低，在精度要求不太高的场合有着广泛的应 用，至今也没有合适的替代产品。但如前所说，这种方式存在一个振荡的区域，尤其是低速运行时接近电机的共 振区，此时振动和噪声都比较大。但是对开环控制的改进也是不断地在进行中，自1975年美国学者erickson首次 在美国增量运动控制系统及器件年会上提出了步进电机步距角细分的控制方法后[ysl，随着微电子和电力电子技 术的发展，当前世界上混合式步进电机新技术正处在高速的发展之中，智能控制的V}想进入了步进电机的驱动控 制领域，还出现了具有实时可变的细分一功能驱动控制电路。通过这些年的发展，步进电机控制方式逐渐形成了 升频升压控制，恒流斩波控制，细分控制，矢量控制，位置、速度反馈控制等控制方式，但是新型控制方式的运 用还不成熟，也没有出现相关产品，而国内虽然研究上取得很大进步但不管是控制器还是控制软件上看，和国外 还有一定的差距。
二相混合式
二相混合式
二相混合式步进电机是一种特殊的步进电机，其绕组连接方式为两相混合式。
这种步进电机通常由两相定子绕组组成，其中一相为A相，另一相为B相。
在步进电机的运行过程中，A相和B相轮流通电，以产生旋转磁场，驱动转子旋转。
在二相混合式步进电机中，绕组以固定的模式进行环绕，让一相中的2个磁极，工作状态下拥有一样的吸引力或者排斥力。
例如，对于线圈1和线圈5，当开关k2和k4闭合时，各个线圈中电流反向，产生的感应磁场反向，即磁极3与磁极7呈N极、磁极1与磁极5呈S极。
此时，二相混合式步进电机步中，步进电机的S极转子，与定子的S 极磁极反映的磁力是呈现斥力的状态，而它与定子的N极却是呈现吸力的状态；这些力的合力，推动了转子的转动。
因此，只要单次供电，转子便会完成一个旋转动作，同时转过1／4个齿距角。
总的来说，二相混合式步进电机具有较高的控制精度和运行稳定性，且体积小、重量轻、噪音低、耗能低等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
两相混合式步进电机细分控制
两相混合式步进电机细分控制两相混合式步进电机细分控制是一种常用的步进电机控制技术，可以实现高精度和高速度的运动控制。
本文将介绍两相混合式步进电机的工作原理、细分控制技术以及在实际应用中的一些注意事项。
首先，我们来了解一下两相混合式步进电机的工作原理。
两相混合式步进电机由两个相位的线圈组成，每个相位有两个线圈。
当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场会与电机中的永磁体相互作用，从而产生力矩，推动电机转动。
通过交替激励两个相位的线圈，可以控制电机的转动方向和步长。
在细分控制中，我们需要将一个完整的步进角度细分为更小的角度，以提高步进电机的精度和平滑性。
常见的细分控制技术有全步进、半步进和微步进。
全步进是最基本的细分控制技术，将一个完整的步进角度等分为若干个小角度。
例如，将一个360度的步进角度等分为200个小角度，每个小角度为1.8度。
全步进可以实现较高的转动精度，但在低速运动时容易产生共振和震动。
半步进是在全步进的基础上进行细分的一种技术。
它将一个完整的步进角度等分为更小的角度，并在每个小角度中交替激励两个相位的线圈。
例如，将一个360度的步进角度等分为400个小角度，每个小角度为0.9度。
半步进可以提高步进电机的转动平滑性和精度，但在高速运动时容易失步。
微步进是最高级别的细分控制技术，可以将一个完整的步进角度细分为更小的角度，并通过改变线圈电流的大小和方向来控制电机的转动。
微步进可以实现非常高的转动精度和平滑性，但同时也增加了系统复杂性和成本。
在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的细分控制技术。
如果对转动精度要求较高，可以选择全步进或半步进；如果对转动平滑性要求较高，可以选择半步进或微步进。
同时，还需要注意以下几点：1. 选择合适的驱动器和控制器：不同的细分控制技术需要相应的驱动器和控制器来实现。
因此，在选择步进电机系统时，需要考虑其兼容性和可靠性。
2. 控制参数调整：在使用细分控制技术时，需要根据具体情况调整控制参数，如脉冲频率、加速度和减速度等。
二相混合式步进电机驱动器使用说明书【精选】
二相混合式步进电机驱动器使用说明书DC-025B 系列 恒流控制，运行平稳，性能可靠☆ DC025B 系列用于驱动相电流5A 以下的所有85BYG 、86BYG 、90BYG 以及110BYG 系列的两相混合式步进电机。
☆由于采用了先进的控制电路和高性能的功率器件，从而在主电压为AC80V 交流供电情况下可以长期稳定、可靠运行。
☆适用于包装、印染、 冶金、化工、机械等行业。
☆驱动电压：主电压AC30V ～80V ，控制电压AC17V （必须不小于10W ）。
☆ 输出电流：3A ～4.5A ，根据用户需要调整 ☆ 恒流斩波控制 ，节能的半电流锁定模式 ☆ 输入信号TTL 兼容 ，光电隔离信号输入 ☆过流过压保护Ti=25℃项目指标主电压AC30V ～80V ±10%， 50Hz ±1Hz 控制电压AC17V ±10%， 50Hz ±1Hz DC-025B 3A/3.5A/4A/4.5A/±10%输出电流DC-025BH 4A/4.5A/5A/6A/±10%步进电机频率 0～200KHz 逻辑信号电流 5～15mA 绝缘电阻500M Ω使用环境及参数冷却方式强制风冷温度－5℃～+50℃湿度40～90%PH使用环境场合禁止用在有强腐蚀性、强导电性气体或粉尘的环境中外型尺寸160×80×65mm 3重量约 0.6 KgP 1危念，牢固展稳定实践中五个必须”等重要律和政治规矩，带头牢责任。
三、主要措施 支部为单位开展一次主、谈，对照入党誓词找标准温入愿和入党誓词，交流思想组中心组形期组织集中学习，每次组每月底组织一员集中学习。
支部每季度政治方向”、“坚持宗旨，敢于担当作为”、个专题集中学习讨论不于1天。
（三）开展“讲党课”要求，开展班子成员到联系区县X X 局部党员讲党课，邀请党师、专家学者给党员干规、学系列 讲话，做党员”学习教育实施方列讲话，做合格党员习教育（以下简称“两开展“学党章党规、列讲话，做合格党于印发〈关于在全市中开展“学党办〔2016〕28号），局实际，一做”学习教育，基话，全面贯彻落实党大和“三严三实”专题结合、创先争优，进改，进一步坚持问头、以上率下，局和“决胜明可由用户自己随意选择。
二相混合式步进电机驱动电路
二相混合式步进电机驱动电路嘿，今天咱们聊聊二相混合式步进电机驱动电路，乍一听有点高大上是吧？别怕，咱慢慢捋，保证让你听得懂、看得明白，甚至能感叹一下“哦，原来是这么回事！” 咱得弄明白，步进电机是什么玩意儿。
其实吧，它就是一种特别有意思的电机，每转一小步就停下，再转一小步再停下。
你说说，这么“精确”的控制，用它来做什么？嘿，简单啊，很多精密的设备上，像打印机、数控机床、3D打印机啥的，都在用步进电机。
就是为了让它们每一步都不偏离目标，转得稳稳当当。
那么问题来了，既然步进电机这么牛逼，它是怎么转的呢？嘿，这就是今天要说的重点——二相混合式步进电机驱动电路。
听起来是不是很复杂，感觉脑袋都大了？不过你放心，咱一步步拆开，慢慢跟你说。
这二相混合式步进电机，是啥意思？通俗点讲吧，二相就是指电机的两个线圈，咱可以通过给它们加电流来让电机一步一步地转动。
想象一下，像是两个人拉着绳子往不同方向牵引，电流就相当于这个“拉绳”的力量，它控制着电机每次精确地转动。
不过光有电流可不行啊，咱还得有个聪明的“指挥官”，才能确保电机按计划走。
不然的话，这电机的步伐就可能一会儿快一会儿慢，甚至有可能绕着圈子走。
就是因为这个原因，咱们才有了“驱动电路”这种玩意儿。
驱动电路的作用呢，就是给电机提供所需的电流，确保每一步都按时按点、稳稳当当地走。
简单来说，它就是电机的大脑，指挥着电流的走向，让电机按照预定的方式、方向转动。
你想啊，如果没有一个精确的控制，电机怎么可能在各种高要求的场合中发挥作用？要知道，步进电机可不是什么普通的玩意儿，它的每一步都得特别精准，偏差一点都不行。
比如，你要让步进电机转动某个角度，如果它转得不精确，那就可能导致整个设备的精度出问题，结果可就麻烦了。
所以，步进电机的驱动电路，必须得有足够的“智慧”，才能确保电机按照要求一步一步地走。
再来说说，为什么要用二相混合式的驱动电路呢？你看，二相步进电机一般就有两个绕组，分别负责两个方向的电流流动。
两相混合式步进电机的重载闭环驱动系统及方法[发明专利]
![两相混合式步进电机的重载闭环驱动系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2435a62153d380eb6294dd88d0d233d4b14e3fc2.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810230182.X(22)申请日 2018.03.20(71)申请人 浙江理工大学地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街5号(72)发明人 鲁文其 吴迪 黄培杰 王秀锋 纪科辉 张祯毅 (74)专利代理机构 杭州中成专利事务所有限公司 33212代理人 金祺(51)Int.Cl.H02P 8/38(2006.01)H02P 21/18(2016.01)(54)发明名称两相混合式步进电机的重载闭环驱动系统及方法(57)摘要本发明提供一种两相混合式步进电机的重载闭环驱动系统，包括位置混合控制器、第一减法器、第二减法器、变系数PI调节器、两相SVPWM调制模块、三相逆变器、Clark变换模块、超前角度补偿模块、编码器和两相混合式步进电机；本发明还提供一种两相混合式步进电机的重载闭环驱动方法，包括位置混合控制器、变系数PI调节器和超前角度补偿模块的实现方法，本发明的重载闭环驱动系统，相比开环步进电机驱动系统，不会发生丢步现象，能够保证电机精确定位；设备工作速度更高；电机的发热更低，使用寿命更长；且在高速运动过程中还能保持高转矩运行。
权利要求书3页 说明书7页 附图2页CN 108448965 A 2018.08.24C N 108448965A1.两相混合式步进电机的重载闭环驱动系统，其特征是：包括位置混合控制器(1)、第一减法器(2)、第二减法器(3)、变系数PI调节器(4)、两相SVPWM调制模块(5)、三相逆变器(6)、Clark变换模块(7)、超前角度补偿模块(8)、编码器(9)和两相混合式步进电机(10)；所述两相混合式步进电机(10)输出两相实际电流i a、i b到Clark变换模块(7)，两相混合式步进电机(10)通过编码器(9)输出电机实际反馈位置θfed到超前角度补偿模块(8)和位置混合控制器(1)；所述Clark变换模块(7)根据输入的两相实际电流i a、i b，经运算得出实际静止两相坐标系下的电流分量iαfed、iβfed，并将实际静止两相坐标系下的α轴电流分量iαfed输出到第一减法器(2)，将实际静止两相坐标系下的β轴电流分量iβfed输出到第二减法器(3)；所述超前角度补偿模块(8)根据输入的实际反馈位置θfed、位置混合控制器(1)输入的给定位置角度θref和给定速度n ref，经运算得出实际速度n fed和超前角度θc，并将实际速度n fed输出到变系数调节器(4)，将超前角度θc输出到位置混合控制器(1)和两相SVPWM调制模块(5)；上位机系统将脉冲信号Pluse输入到位置混合控制器(1)；所述位置混合控制器(1)根据输入的脉冲信号Pluse、电机实际反馈位置θfed和超前角度θc，经运算得出给定位置角度θref、给定速度n ref和给定静止两相坐标系下的电流分量iαref、iβref，并将给定位置角度θref和给定速度n ref输出到超前角度补偿模块(8)，将给定静止两相坐标系下的电流分量iαref、iβref分别输出到第一减法器(2)和第二减法器(3)；第一减法器(2)根据输入的给定静止两相坐标系下的α轴电流分量iαref和实际静止两相坐标系下的α轴电流分量iαfed，经运算得出α轴的电流误差分量Δiα，并将α轴的电流误差分量Δiα输出到变系数PI调节器(4)；第二减法器(3)根据输入的给定静止两相坐标系下的β轴电流分量iβref和实际静止两相坐标系下的β轴电流分量iβfed，经运算得出β轴的电流误差分量Δiβ，并将β轴的电流误差分量Δiβ输出到变系数PI调节器(4)；变系数PI调节器(4)根据输入的α、β轴的电流误差分量Δiα、Δiβ和实际速度n fed，经运算得出静止两相坐标系下的电压分量uα、uβ，并将静止两相坐标系下的电压分量uα、uβ输入到两相SVPWM制模块(5)；两相SVPWM调制模块(5)根据输入的静止两相坐标系下的电压分量uα、uβ，经运算输出6路PWM信号，并将6路PWM信号输入到三相逆变器(6)；通过三相逆变器(6)驱动两相混合式步进电机(10)运行。
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特点
电源电压可以较高，使电流上升更快； 输出电流不受电源电压波动影响， 高效率； 存在谐波，使电机、开关器件发热； 高频噪声对周边设备产生干扰；
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位置、速度和力矩控制
无论电机工作在整步距、半步距还是微步距，驱 动器每输入一个脉冲，电机运行一个步距角。实 现位置控制。 当驱动器输入脉冲频率改变时，换相节拍的速度 改变， 定子磁场旋转速度改变，实现速度控制。 步进电机的输出力矩取决于相电流，而相电流仅 由驱动器内部的Vg控制，一般驱动器中这个值都 是固定的，因此步进电机一般不能实现力矩控制。
单、双八拍运动方式的数据表
74LS191 脉冲 CP 方向 A/D QA QB QC QD 5V
EPROM2716 A0 A1 A2 A3 D2 D3 A4 D0 D1
uB uA uB uA
当方向信号为低电平时，计数 器做加法计数，EPROM按正 向循环方式输出数据表，电机 正向旋转； 当方向信号为高电平时， EPROM按反向循环方式输出 数据表，电机反向旋转。 22
13
5）实际电机的工作原理
A
1
5
3
7
A B
2
4
6
8
B
N
SS i
N
1
7
3
5 定子 转子
图6-4 线圈1、5、3、7串联组成A相绕组；线 圈2、6、4、8串联组成B相绕组。 每一相四个绕组的绕线方向不同，通电 后每个绕组所在定子磁极的极性不同。 假定线圈1、5所在的磁极为N极，则线 圈3、7所在的磁极为S极。 14
4）功率放大—恒流斩波驱动方式
T1 D1
Us
D2
A
T2
ia
A
B
A
B
电流放大
t
uA
T3
A
T4
uA
ib
D3
Vi
Vg
a b c
D4
t
－ ＋
单稳
a:T1,T4导通;
图6-6
b:T4关断，T1,D2导通 c:T1,T2,T3,T4关断 D3,D2导通
i t
d:T2,T3导通
f:
f d e
e:T3关断，T2,D1导通
驱动器的接线图
18
1）接口电路
+5V R 脉冲 R 方向
R
报警
运动控制器
驱动器
接口电路用光电隔离方式 将运动控制器和驱动器连 接起来。 这种隔离方式可避免驱动 器中的大电流干扰信号经 地线窜入运动控制器。 运动控制器采用开集电极 方式向驱动器发送脉冲及 方向信号。这是一典型的 “共阳极”接法 报警信号是由驱动器经开 集电极方式连接到运动控 制器中。
T1,T2,T3,T4关断 D1,D4导通 电流值由Vg 大小决定 25 斩波频率由单稳时间决定,一般20KHZ
四只功率MOSFEF和四只续流二极管构成 H桥开关电路； 每相定子绕组的两个引出线分别与桥臂的 两个中点连接。显然，需要两个这样的电 路才能驱动一台两相混合式步进电机； T1和T2是有电流测量极的MOSFET功率管， 其电流经放大后与一给定电压Vg比较，比 较的结果经单稳电路延迟后控制T3和T4的 导通与截止。
一般称单四拍和双四拍工作方式为整步距方式； 单、双八拍工作方式为半步距方式。 步进电机中定子磁场和转子磁场的相互作用产生 转矩： 定子磁势IW（安匝），I为相电流，W为绕组匝 数。 转子磁势是由转子磁钢产生的，它是一个常数。 所以当定子线圈匝数、转子磁钢磁性能及定、 转子铁心材料、尺寸已确定的情况下，电机产生 的力矩由定子绕组电流决定。
定子磁极上有40个（或48个）齿，齿距为7.2° 两段转子铁心上各有50小齿，齿距为7.2°，但两 段转子的小齿相互错开1/2齿距。 定子齿和转子齿齿距相等。
15
模型电机和实际电机的比较
1
7
3
5 定子 转子
模型电机 转子齿数 3 转子齿距 120度 整步 距 1/4齿距30度 半步距 1/8齿距15度 整步一周节拍数 12 半步一周节拍数 24
1）不通电状态
在绕组不通电时，由于磁通总是沿磁阻最小的路径通过，
磁通从N极性转子经定子极回到S极性转子。 由于转子磁场的吸引作用，当外力力图使轴转动时，会有 一个反向力矩阻止这种转动，称为自锁（detent)力矩。
7
2）单四拍工作状态
ia
A B
A B
t
ib
t 图6-6
A B A B
29
5）微步距（细分）技术
步进电机整、半步运行存在的问题：
分辨率低 低速运动不平滑 噪声大 谐振现象
微步距技术可以改善上述现象
30
如何产生阶梯波微步距？
ia
AB
BA
AB
BA
t
ib
t 图6-8
整步运行时，绕组电流每90°电角度转过一个整步距。 四细分时电流电角度为 90/4=22.5 °。 以22.5°的角 度递增从0°到360°共有16个电角度；所对应的cos和 31 sin值求出并整量化后作成数据表放在存储器中。
图6-5 初始状态磁场，A相通电产生保持力矩； B相通电，定子磁场旋转90度，吸引转子旋转1/4齿距（30度）； /A 相通电、 /B相、 A相通电定子各旋转90度，各吸引转子旋转 1/4齿距（30度）； 4步一个循环后共转过一个齿距120度，12步后转子旋转一周。 8 每一次仅一相绕组通电，四拍一个循环，称之为单四拍工作状态
3）功率放大—单电压驱动方式
由于时间常数Te=L/R的作用，相应的平均电流减少而导 致输出转矩下降。 稳态时电流由电源电压和绕组电阻R决定，由于R比较小， 电源电压不能太高，这也限制了电流上升速度。 一般加电阻Rs解决上面两个问题，但本身消耗功率太大。 这种驱动线路虽然简单、成本低，但效率太低，现已很少 24 采用。
实际电机 50 7.2度 1/4齿距1.8度 1/8齿距0.9度 200 400
图6-1
16
3. 步进电机驱动技术
驱动器 运 动 控 制 器
脉冲
方向
接 口 电 路
脉冲
方向
环 型 分 配 器
uA uA uB uB
功 率 放 大 器
A
A
B
B
接口电路用光电隔离方式将运动控制器和驱动器连接起来，避 免驱动器中的大电流干扰信号经地线窜入运动控制器电路。 环形分配器将脉冲及方向信号按设定的节拍方式，转换为功放 管的导通和截止信号，从而控制各相绕组的通电和断电。 17 功率放大器将电源功率转换为电机输出功率驱动负载运动。
3
1. 两相混合式步进电机结构
A
1
5
3
7
A B
2
4
6
8
B
电机的定子上有八个绕有线圈的铁心磁极； 八个线圈串接成A、B两相绕组； 每个定子磁极边缘有多个小齿，一般多为五或六齿。
4
转子由两段有齿环形转子铁心、装在转子铁心内部的环形 磁钢及轴承、轴组成。 将环形磁钢沿轴向充磁，两段转子铁心的一端呈N极性， 另一端呈S极性，分别称之为N段转子和S段转子。 转子铁心的边缘加工有小齿，一般为50个，齿距为7.2°。 两段转子的小齿相互错开1/2齿距。
3.5 两相混合式步进电机 及其驱动技术
1. 两相混合式步进电机结构
2. 两相混合式步进电机工作原理 3. 两相混合式步进电机驱动技术 4. 两相混合式步进电机的主要特性和技术指标
1
前面讲述的各种伺服电机必须通过闭环实现位置伺 服。 而步进电机在开环状态就能实现精确的位置控制。 开环较之闭环有如下好处： 结构简单，例如省去位置传感器及其信号处理电路。 没有控制参数设计及其调试的问题。 不存在稳定性问题。 接线简单。
32
T1 D1 D2
A
T2
电流放大
D/A转换器
uA
T3
A
T4
D3
Vi
Vg
D4
－ ＋
单稳
电机运行时顺次取出表中数据并送到D/A转换器的输入端， 则D/A转换器的输出即是阶梯正弦波和余弦波。 在恒流斩波电路中，绕组电流由电压Vg控制，因此将D/A 转换器的输出加在Vg控制端就能在绕组中产生阶梯波。
11
5）微步距工作方式
ia
t
ia
t
在双四拍工作方式中，当两相绕组通以相等的电流时，电机 转子停在一个中间的位置。如果两相绕组电流不等，转子位 置将朝电流大的定子极方向偏移。 利用这个现象我们可使电机工作在微步距方式：将两相绕组 中的电流分别按正弦和余弦的轮廓呈阶梯式变化。则每个整 步距就分成了若干微步距。 12 微步距方式的步距角更小，将使电机运行更加平稳。
4）□□ i
a
A AB B BA A AB B BA
t
ib
t 图 6-10 A AB B BA A AB B BA
图6-9
在单四拍工作方式基础上，在每两个单拍之间插入一个 双拍工作状态，就成为单、双八拍工作方式。 交替使一个线圈和两个线圈通电，每一步转子旋转1/8齿 距即15度，经过这8拍以后，转子转过一个齿距120度。 旋转一周需24步。
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2）环形分配器
驱动器 运 动 控 制 器
脉冲 脉冲
方向
接 口 电 路
方向
环 型 分 配 器
uA uA uB uB
功 率 放 大 器
A
A
B
B
环形分配器将脉冲及方向信号按设定的节拍方式，转换为功 放管的导通和截止信号，从而控制各相绕组的通电和断电。 环形分配器可由多种方式实现： 专用集成电路； 用计数器及EPROM存储器构成； 用可编程逻辑器件写入逻辑关系实现； 20 由单片机或DSP—类器件通过软件实现。