步进电机细分驱动控制系统的

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1、维普资讯http://www.cqvip.com步进电机细分驱动控制系统的研究与实现《电机与控制应用)~2006，33(6)步进电机细分驱动控制系统的研究与实现陈学军(台州职业技术学院，台州318000)摘要：通过对步进电机细分驱动原珲的分析，合理选择细分电流波形，采用单片机及步进驱动模块，实现了等步距角等转矩的最佳步进恒流斩波细分驱动控制系统的设计，解决了步进电机低频振荡高频扭矩小的问题。关键词：步进电机；细分；驱动控制中图分类号：TM383．6文献标识码：A文章编号：1673-6540(2006)06-0048-04Re

2、searchandRealizationofSubdividedDrivingSystemofSteppingMotorCHENXue-jun(TaizhouTechnicalCollege，Taizhou318000，China)Abstract：Byanalyzingthesubdivisiondrivingprincipleofthesteppingmotorandrationallyselectingthewave-formofsubdivisioncurrentaswellasapplyingSCMandstepp

3、ingdrivingformwork．【hedesigningofthecontrollingsystemofoptimizingsteppingconstantcurrentchoppersubmissionoftheequal—stepangleandtorquewaBcomple—ted，andtheproblemoflowtorquecausedbyhighfrequecyandvibrationcausedbylowfrequencywassolved．Keywords：steppingmomr；subdivisi

4、on；drivingcontrol据图1的阶梯电流变化由图2得到的步距角根据1脉冲细分驱动的原理三角关系求得：0】=l3．9。，02=16．1。，03=16．1。，步进电机的驱动通过给各相励磁绕组轮流通04=13．9。，可见四细分时步距角有2个数值，步电，实现步进电机内部磁场合成方向的变化来驱距角不均匀容易引起电机的振动和失步。如果要动步进电机转动。一般情况下，步距角的大小只使细分后步距角一致，则通过电流的台阶就不应有两种，整步和半步，可达到的细分数很有限。要该是均匀的。如若使0．，0，0，，04都为15。，则i增大细分数，

5、就必须控制步进电机各相励磁绕组应满足iB=0．26791N，0．51N，0．7321N，IN。，N为中的电流，使其按阶梯上升或下降，即在零电流到电流额定值。最大相电流之间能有多个稳定的中问电流状态。由此可见，步进电机细分驱动的原理就是通相应的磁场矢量就存在多个中问状态，这样相邻过等角度有规律地插入电流合成向量，从而减少两相或多相的合成磁场的方向也将有多个稳定的合成磁势转动角度，达到步进电机细分驱动控制中间状态，转子就沿着这些中间状态以微步距转的目的。动。图1给出了三相六拍四细分的各相电流状态，由于各相电流是以1／4幅度上升或

6、下降的，原2细分驱动系统的实现来一步所转过的角度0将分4步完成，实现步距角的四细分。2．1细分电流的波形选择及实现由图2可看出合成磁势的旋转情况。理论上步进电机合成磁场矢量的幅值决定了旋转力四细分后每步的步距角是相等的，应为15。，但根矩大小，相邻两个合成磁场矢量之间的夹角决定维普资讯http://www.cqvip.com《电机与控制应用)2006，33(6)步进电机细分驱动控制系统的研究与实现该方法的缺陷是电流合成矢量的幅值是不断变化I1h1IIIIIIll1的，使步进电机的转矩亦随之变化，从而引起运行．．．L1．．．．

7、rJ．．．．一j}}IIIllJJI的不平稳，并带来滞后角的变化。当细分数很大、微步距角非常小时，滞后角变化的差值△已大于llllNlllll所要求细分的微步距角，使得微步距角的继续细lllllllllll分实际上失去了意义，会影响细分数的增加。根据这种情况，建立一种可消除滞后角影响的“电lI1lIIlll一流矢量恒幅均匀旋转”细分驱动方法。同时改变两相电流的大小并按正弦规律变化，则可使电流图1三相六拍四细分各相电流波形合成矢量恒幅均匀旋转。IA=，sina(2)，B=，mCOSⅡ(3)，A、，分别为A、B相绕组电流，，为电

8、流幅值，a为转子偏离参考点的角度。基于这种数学模型建立的电流，理论上实现了恒力矩均匀细分，但由于电机转矩和步距角之间、电机绕组电流和蟹＼静转矩之间都是非线性的，所以实际上电机运行．时并不能真正实现恒幅均匀旋转。基于电机运行(a)A-AB(b)AB-B的非线性，可用近似函数法来获得一种较为理