《機電傳動控制》講義(8)

1、機電傳動控制機電傳動控制彭健重慶工商大學機械與包裝工程學院20062007學年第二學期第四章 步進電機傳動控制第一節(jié) 步進電機原理v步進電機伺服驅(qū)動裝置是電氣伺服驅(qū)動裝置中結構最簡單，控制最容易，維修最方便，而且是全數(shù)字化的裝置。同時由于步進電機伺服驅(qū)動不需另配反饋元件，就可進行伺服控制。因此，特別適合數(shù)字數(shù)字控制控制(NC)的系統(tǒng)使用。 步進電機伺服驅(qū)動裝置一般只用于步進電機伺服驅(qū)動裝置一般只用于開環(huán)系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)，而開環(huán)系統(tǒng)的精度遠不如，而開環(huán)系統(tǒng)的精度遠不如閉環(huán)系統(tǒng)高。步進電機伺服驅(qū)動裝置的速度閉環(huán)系統(tǒng)高。步進電機伺服驅(qū)動裝置的速度(轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速)也遠不如直流伺服驅(qū)動或也遠不如直流伺服驅(qū)動或交

2、流伺服驅(qū)動裝置高，而且功率越大，速度越低。因此，步進電機伺服驅(qū)動交流伺服驅(qū)動裝置高，而且功率越大，速度越低。因此，步進電機伺服驅(qū)動裝置一般只用于裝置一般只用于小容量、加工速度低、精度較高小容量、加工速度低、精度較高的場合。如經(jīng)濟型數(shù)控機床、的場合。如經(jīng)濟型數(shù)控機床、電加工機床、計算機的打印機、磁盤驅(qū)動器等外部設備。電加工機床、計算機的打印機、磁盤驅(qū)動器等外部設備。 v一、什么是步進電機？步進電機是一種同步電機，其定子上繞有控制繞組，若給控制繞組以一定的方式依次通入電流，就會在空間產(chǎn)生一步一步的旋轉(zhuǎn)磁場。其轉(zhuǎn)子則會跟隨磁場一步一步地同步旋轉(zhuǎn)。步進電機可用數(shù)字脈沖信號驅(qū)動，因此又稱為數(shù)字電機。步進

3、電機的分類v步進電機按結構來分有反應式、永磁式和混合式(或感應子式)三大類。v按運動方式分：旋轉(zhuǎn)式步進電機，和直線步進電機。v從勵磁相數(shù)來分：有三相、四相、五相、六相等步進電機。（a）凸極式 （b）隱極式 同步電動機的結構示意圖 同步電機有旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式兩種結構形式。 由于旋轉(zhuǎn)磁極式具有轉(zhuǎn)子重量小、制造工藝較簡單、通過電刷和滑環(huán)的電流較小等優(yōu)點，大中容量的同步電動機多采用旋轉(zhuǎn)磁極式結構。 根據(jù)轉(zhuǎn)子形狀的不同，旋轉(zhuǎn)磁極式又可分為凸極式和隱極式兩種，如圖所示。 凸極式多用于要求低轉(zhuǎn)速的場合，其轉(zhuǎn)子粗而短，氣隙不均勻。隱極式多用于要求高轉(zhuǎn)速的場合，其轉(zhuǎn)子細而長，氣隙均勻。v二、步進電機的工作

4、原理 同步電動機工作時，定子的三相繞組中通入三相對稱交流交流電，轉(zhuǎn)子的勵磁繞組通入直流直流電流。 在定子三相對稱繞組中通入三相交變電流時，將在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通入直流電流時，將產(chǎn)生極性恒定的靜止磁場。若轉(zhuǎn)子磁場的磁極對數(shù)與定子磁場的磁極對數(shù)相等，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子磁場因受定子磁場磁拉力作用磁場因受定子磁場磁拉力作用而隨定子旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)子以等同于旋轉(zhuǎn)磁場的速度、方向旋轉(zhuǎn)，這就是同步電動機的基本工作原理。 定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的速度為 ，稱為同步轉(zhuǎn)速。它的大小只決定于電源頻率 的大小和定、轉(zhuǎn)子的極對數(shù)p，不會因負載變化而改變。 定子旋轉(zhuǎn)磁場或轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定子繞組的三相

5、電流相序相序，改變其相序即可改變同步電動機的旋轉(zhuǎn)方向。pfn1160 定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁極組成一相。極組成一相。 與同步電機不同，步進機電子的定子控制磁極與同步電機不同，步進機電子的定子控制磁極依次通入依次通入直流電脈沖直流電脈沖，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。ABC定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子IAIBIC步進電機步進電機工作原理工作原理 可以將轉(zhuǎn)子可以將轉(zhuǎn)子鎖止鎖止在任意一相控制磁極。在任意一相控制磁極?？勺兇抛栊?VR型一Variable)。v該類電機由定子繞組產(chǎn)生的反應電磁力吸引用軟磁鋼制的齒形轉(zhuǎn)子作步進驅(qū)動，定子上有多相勵磁繞組，利用磁

6、導的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，故又稱作反應式步進電機。v轉(zhuǎn)子沒有勵磁繞組，轉(zhuǎn)子的磁性由定子繞組產(chǎn)生。其結構原理如圖所示。轉(zhuǎn)子結構簡單、轉(zhuǎn)子直徑小，有利于高速響應。轉(zhuǎn)子結構簡單、轉(zhuǎn)子直徑小，有利于高速響應。制造成本高、效率低、制造成本高、效率低、無制動力矩、噪聲大等。無制動力矩、噪聲大等。制造材料費用低、結構簡單、步距角小制造材料費用低、結構簡單、步距角小電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。力矩： 電機一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量）當轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力F與（d/d）成正比 。 磁通量=BrS Br 為磁通密度， S 為導磁面積 F正比于L

7、DBr L 為鐵芯有效長度， D 為轉(zhuǎn)子直徑 Br=NI/RNI 為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)） R 為磁阻。 力矩=力*半徑 力矩與電機有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比（只考慮線性狀態(tài)）。推論： 電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大。電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大。 定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。 永磁型(PM型一Permanent Magnet Type)步進電機vPM型步進電機的轉(zhuǎn)子2采用永久磁鐵、定子1采用軟磁鋼制成，繞組3輪流通電，建立的磁場與永久磁鐵的恒定磁場相互吸引與排斥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。其結構如圖所示。 PM型電機的特點是勵磁功型電機的特

8、點是勵磁功率小、效率高、造價便宜。率小、效率高、造價便宜。由于轉(zhuǎn)子磁鐵的磁化間距由于轉(zhuǎn)子磁鐵的磁化間距受到限制，難于制造，故受到限制，難于制造，故步距角較大步距角較大。與與VR型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)型相比轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)子慣量也較大。子慣量也較大。制動力矩大。制動力矩大?；旌闲?HB型一Hybrid Type)。v這種電機轉(zhuǎn)子上嵌有永久磁鐵，故可以說是永磁型步進電機，但從定子和轉(zhuǎn)子的導磁體來看，又和可變磁阻型相似，所以是永磁型和可變磁阻型相結合的一種形式。故稱為混合型步進電機，其結構如圖312所示。v它不僅具有VR型步進電機步距角小、響應頻率高的優(yōu)點，而且還具有PM型步進電機勵磁功率小、效率高的優(yōu)點，

9、是一種很有發(fā)展前途的步進電機。 步進電機的工作方式可分為：步進電機的工作方式可分為：三相單三拍、三相單三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。雙六拍、三相雙三拍等。一、三相單三拍一、三相單三拍（1 1）三相繞組聯(lián)接方式：）三相繞組聯(lián)接方式：Y 型型（2 2）三相繞組中的通電順序為：）三相繞組中的通電順序為：A 相相 B 相相 C 相相通電順序也可以為：通電順序也可以為： A 相相 C 相相 B 相相 第二節(jié) 步進電機的工作方式（3）工作過程）工作過程化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子

10、的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。A 相通電，相通電，A 方向的磁方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁原有一定角度，則在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子被磁場的作用下，轉(zhuǎn)子被磁A A 相通電使轉(zhuǎn)子相通電使轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒和齒和 AA 對齊。對齊。CABBCA3412CABBCA3412同理，同理，B相通電，轉(zhuǎn)子相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和齒和B相軸線對齊，相軸線對齊，相對相對A相通電位置轉(zhuǎn)相通電位置轉(zhuǎn)30 ；C相通電再轉(zhuǎn)相通電再轉(zhuǎn)30 。1C342CABBA 這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且

11、，一個循環(huán)周期共包括三個脈沖，所以稱而且，一個循環(huán)周期共包括三個脈沖，所以稱三相三相單三拍單三拍。三相單三拍的特點：三相單三拍的特點：（1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30 。此角稱為。此角稱為步距角步距角，用，用 S表示。表示。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。二、三相單雙六拍二、三相單雙六拍三相繞組的通電順序為：三相繞組的通電順序為： AABBBCCCAA 共六拍。共六拍。工作過程：工作過程：A相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒和齒和A相對齊。相對齊。CA

12、BBCA3412所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對AA 通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15。（1）BB 磁場對磁場對 2、4 齒有磁拉力，該拉力使齒有磁拉力，該拉力使 轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。A、B相同時通電相同時通電（2）AA 磁場繼續(xù)對磁場繼續(xù)對1、3齒有拉力。齒有拉力。CABBCA3412總之，每個循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱總之，每個循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為為三相六拍，步距角為15 。CABBCA3412B相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子2、4齒和齒和B相對齊，又轉(zhuǎn)了相對齊，又轉(zhuǎn)了15 。三、三相雙三拍三、

13、三相雙三拍三相繞組的通電順序為：三相繞組的通電順序為： AB BC CA AB 共三拍。共三拍。AB通電通電CABBCA3412CABBCA3412BC通電通電以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。工作方式為三相雙三工作方式為三相雙三拍時，每通入一個電拍時，每通入一個電脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)30 ，即，即 S = 30 。CA通電通電CABBCA3412步進電機脈沖環(huán)形分配方式步進電機脈沖環(huán)形分配方式 步進電機也可以制成四相、五相、六相或更多的相數(shù)，步進電機也可以制成四相、五

14、相、六相或更多的相數(shù)，以減小步距角并改善步進電機的性能。以減小步距角并改善步進電機的性能。 與三相步進電機相同：五相步進電機的通電方式也可以與三相步進電機相同：五相步進電機的通電方式也可以是五相五拍、五相十拍等。但是，為了提高電機運行的是五相五拍、五相十拍等。但是，為了提高電機運行的平穩(wěn)性，多采用五相十拍的通電方式。常用的反應式步平穩(wěn)性，多采用五相十拍的通電方式。常用的反應式步進電機脈沖環(huán)形分配方式見下進電機脈沖環(huán)形分配方式見下表表。 v分辨力v在一個電脈沖作用下(即一拍)，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移，即步距角。步距角越小，分辨力越高。v靜態(tài)特性步進電機的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)定狀態(tài)時的特性，包括靜轉(zhuǎn)矩

15、、矩-角特性及靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。第三節(jié) 步進電機的運行特性及性能指標步進電動機不改變通電情況的運行狀態(tài)稱為步進電動機不改變通電情況的運行狀態(tài)稱為靜態(tài)運行靜態(tài)運行。電機定子齒與。電機定子齒與轉(zhuǎn)子齒中心線之間的夾角轉(zhuǎn)子齒中心線之間的夾角 叫做叫做失調(diào)角失調(diào)角，用電角度表示。步進電動機靜，用電角度表示。步進電動機靜態(tài)運行時轉(zhuǎn)子受到的反應轉(zhuǎn)矩態(tài)運行時轉(zhuǎn)子受到的反應轉(zhuǎn)矩 叫做靜轉(zhuǎn)矩，通常以使叫做靜轉(zhuǎn)矩，通常以使 增加的方向為增加的方向為正。步進電機的靜轉(zhuǎn)矩正。步進電機的靜轉(zhuǎn)矩 與失調(diào)角之間的關系與失調(diào)角之間的關系 叫做叫做矩角特性矩角特性。 當步進電機的控制繞組通電狀態(tài)變化一個循環(huán)，轉(zhuǎn)子當步進電機的控制繞組通

16、電狀態(tài)變化一個循環(huán)，轉(zhuǎn)子正好轉(zhuǎn)過一齒，故轉(zhuǎn)子一個齒對應電角度為正好轉(zhuǎn)過一齒，故轉(zhuǎn)子一個齒對應電角度為 ，在步，在步進電機某一相控制繞組通電時，如果該相磁極下的定進電機某一相控制繞組通電時，如果該相磁極下的定子齒與轉(zhuǎn)子齒對齊，那么失調(diào)角子齒與轉(zhuǎn)子齒對齊，那么失調(diào)角 ，靜轉(zhuǎn)矩，靜轉(zhuǎn)矩 ，如，如圖所示；如果定子齒與轉(zhuǎn)子齒未對齊，即圖所示；如果定子齒與轉(zhuǎn)子齒未對齊，即 ，出現(xiàn)，出現(xiàn)切向磁力。切向磁力。 動態(tài)特性v步進電機的動態(tài)特性將直接影響到系統(tǒng)的快速響應及工作的可靠性。在某一通電方式下，各相的矩角特性總和為矩角特性曲線族，如圖317(a)所示。 動態(tài)穩(wěn)定區(qū)動態(tài)穩(wěn)定區(qū) 由圖由圖317可知，步進電機從可

17、知，步進電機從A相通電狀相通電狀態(tài)切換到態(tài)切換到B相相(或或AB相相)通電狀態(tài)時，不至引通電狀態(tài)時，不至引起丟步，該區(qū)域被稱為動態(tài)穩(wěn)定區(qū)。由于每起丟步，該區(qū)域被稱為動態(tài)穩(wěn)定區(qū)。由于每一曲線依次錯開一個電角度，故步進電機在一曲線依次錯開一個電角度，故步進電機在拍數(shù)越多的運行方式下，其動態(tài)穩(wěn)定區(qū)就越拍數(shù)越多的運行方式下，其動態(tài)穩(wěn)定區(qū)就越接近于靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)，裕量角接近于靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)，裕量角r也就越大，在也就越大，在運行中也就越不易丟步。運行中也就越不易丟步。起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩Tq圖圖317中中A相與相與B相矩相矩角特性曲線之交點角特性曲線之交點所對應的轉(zhuǎn)矩所對應的轉(zhuǎn)矩Tq被稱為起動轉(zhuǎn)矩，它表示步進被稱為起

18、動轉(zhuǎn)矩，它表示步進電機單相勵磁時所能帶動的極限負載轉(zhuǎn)矩。起電機單相勵磁時所能帶動的極限負載轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩通常與步進電機相數(shù)和通電方式有關。動轉(zhuǎn)矩通常與步進電機相數(shù)和通電方式有關。最高連續(xù)運行頻率及矩最高連續(xù)運行頻率及矩頻特性頻特性步進電機在連續(xù)運行時所能接受的最高控制頻率被步進電機在連續(xù)運行時所能接受的最高控制頻率被稱為最高運行頻率，以稱為最高運行頻率，以fmax表示。電機在連續(xù)運行狀表示。電機在連續(xù)運行狀態(tài)下，其電磁轉(zhuǎn)矩隨控制頻率的升高而逐步下降。態(tài)下，其電磁轉(zhuǎn)矩隨控制頻率的升高而逐步下降。這種轉(zhuǎn)矩與控制頻率之間的變化關系稱為矩這種轉(zhuǎn)矩與控制頻率之間的變化關系稱為矩頻頻特性。在不同控制頻率下

19、電機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為動特性。在不同控制頻率下電機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為動態(tài)轉(zhuǎn)矩。態(tài)轉(zhuǎn)矩?？蛰d起動頻率與慣空載起動頻率與慣頻特性頻特性在空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子從靜止狀態(tài)能夠不失步地起動時在空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子從靜止狀態(tài)能夠不失步地起動時的最大控制頻率稱為空載起動頻率或空載突跳頻率的最大控制頻率稱為空載起動頻率或空載突跳頻率(fq)。當帶載起動時，所允許的起跳控制頻率會大大。當帶載起動時，所允許的起跳控制頻率會大大下降。步進電機帶動慣性負載時的起跳頻率與負載慣下降。步進電機帶動慣性負載時的起跳頻率與負載慣量之間的關系為慣量之間的關系為慣頻特性。頻特性。步進電機的選擇 v步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電

20、流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。 v步距角的選擇 電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此角度。v靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸） v電流的選擇靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特

21、性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）。 v力矩與功率換算 步進電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= M =2n/60 P=2nM/60 其中P為功率單位為瓦，為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓米 P=2fM/400(半步工作） 其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS) v步進電機的運行特性與配套使用的驅(qū)動電源有密切關系。驅(qū)步進電機的運行特性與配套使用的驅(qū)動電源有密切關系。驅(qū)動電源由動電源由脈沖分配器、功率放大器脈沖分配器、功率放大器組成，如組成，如圖圖318所示。所示。第四節(jié) 步進

22、電機的驅(qū)動與控制環(huán)形脈沖分配器v步進電機的各相繞組必須按一定的順序通電才能正常工作。這種使電機繞組的通電順序按一定規(guī)律變化的設備稱為脈沖分配器，又稱環(huán)形脈沖分配器。實現(xiàn)環(huán)形分配的方法有三種：v軟環(huán)分一種是采用計算機軟件利用查表或計算方法來進行脈沖的環(huán)形分配，簡稱軟環(huán)分。表310為三相六拍分配狀態(tài)。v小規(guī)模集成電路采用小規(guī)模集成電路搭接而成的三相六拍環(huán)形脈沖分配器，如圖319所示，圖中C1、C、c3為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。這種方式靈活性很大，可搭接任意相任意通電順序的環(huán)形分配器，同時在工作時不占用計算機的工作時間。v專用環(huán)形分配器器件如市售的CH250即為一種三相步進電機專用環(huán)形分配器。它可以實現(xiàn)三相步

23、進電機的各種環(huán)形分配，使用方便、接口簡單。圖320為CH250的管腳圖(a)和三相六拍接線圖(b)。其工作狀態(tài)表如表311。功率放大器v從計算機輸出口或從環(huán)形分配器輸出的信號脈沖電流一般只有幾個毫安，不能直接驅(qū)動步進電機，必須采用功率放大器將脈沖電流進行放大，使其增大到幾至十幾安培，從而驅(qū)動步進電機運轉(zhuǎn)。v由于電機各相繞組都是繞在鐵芯上的線圈，所以電感較大，繞組通電時，電流上升率受到限制因而影響電機繞組電流的大小。v繞組斷電時，電感中磁場的儲能元件將維持繞組中已有的電流不能突變，在繞組斷電時會產(chǎn)生反電動勢，為使電流盡快衰減，并釋放反電動勢，必須增加適當?shù)睦m(xù)流回路。v步進電機所使用的功率放大電路

24、有電壓型和電流型。電壓型又有單電壓型、雙電壓型(高低壓型)。電流型中有恒流驅(qū)動、斬波驅(qū)動等。v單電壓功率放大電路單電壓功率放大電路v高低壓功率放大電路高低壓功率放大電路高低壓功率放大電路的工作原理在圖1 中Usr 為來自微機的輸出信號。當Usr 由低電平變?yōu)楦唠娖綍rT1 和T2 的基極同時出現(xiàn)正脈沖Ub1和Ub2 ，T1 和T2 同時導通，+80V 電源給步進電機的定子繞組L 供電，電流以較快速度上升。當電流上升到額定電流之后，Ub2 變低T2 截止切斷高壓+80V。但此時Ub1 仍為高電平，故T1 仍然導通低壓+12V 電源繼續(xù)給定子繞組L 供電提供額定電流。 這種高低壓驅(qū)動電路保證了在開始

25、通電瞬間加一高壓使電流快速上升，而后低壓驅(qū)動電流不會太大，從而改進了步進電機的頻率特性又減小了功耗。 不足之處：高壓產(chǎn)生的電流上沖作用在低頻工作時會令輸入能量過大，使電機的低頻振蕩加重。另外在高低銜接處的電流有谷點，不夠平滑，電機運行時振動較大，電機運行時振動較大，影響電機運行的平穩(wěn)性。v斬波限流驅(qū)動電路斬波限流驅(qū)動電路這種驅(qū)動電路是為了彌補雙電壓驅(qū)動電路波形呈凹形的缺陷而設計的。這種電路采用單一高壓電源供電，以加快電流上升速度，并通過對繞組電流的檢測，控制功放管的開和關，使電流在控制脈沖持續(xù)期間始終保持在規(guī)定值上下，其波形如圖所示。這種電路功率大，功耗小，效率高，目前應用最廣。ttOOiuv

26、恒流源功率放大電路恒流源功率放大電路v調(diào)頻調(diào)壓功放電路調(diào)頻調(diào)壓功放電路細分驅(qū)動上述步進電機的各種功率放大電路都是安裝環(huán)形分配器決定的分配方式，上述步進電機的各種功率放大電路都是安裝環(huán)形分配器決定的分配方式，控制電機各相繞組的導通或截止，從而使電機產(chǎn)生步進運動，步距角的控制電機各相繞組的導通或截止，從而使電機產(chǎn)生步進運動，步距角的大小只有兩種，即整步工作或半步工作。步距角已由步進電機結構所確大小只有兩種，即整步工作或半步工作。步距角已由步進電機結構所確定。如果要求步進電機有更小的步距角或者為減小電機振動、噪聲等原定。如果要求步進電機有更小的步距角或者為減小電機振動、噪聲等原因，可以在每次輸入脈沖切換時，不是將繞組電流全部通入或切除，而因，可以在每次輸入脈沖切換時，不是將繞組電流全部通入或切除，而是只改變相應繞組中額定的一部分，則電機轉(zhuǎn)子的每步運動也只有步距是只改變相應繞組中額定的一部分，則電機轉(zhuǎn)