對比分析:步進電機驅動電路優缺點
發布時間:2013-02-04 責任編輯:hedyxing
【導讀】步進電機是一種將電能轉換為動能的執行機構。相比其他電機其具有較高的定位精度,無位置累積誤差的優點;開環控製係統使其成本教低,但是步進電機也有缺點。本文一一分析步進電機驅動電路的優點和缺點。

步進電機
由於步進電機在低速運行時的振動、噪聲大,在振蕩頻率附近運行時易產生共振,輸出轉矩隨著步進電機的轉速升高而下降,這些缺點限製了步進電機的應用範圍。
步進電機的以上特點,解決辦法有兩個:1、生產出更好的步進電機,這也是根本上決定消除負麵特點的硬件措施,2、設she計ji出chu更geng好hao的de驅qu動dong器qi,好hao的de驅qu動dong器qi可ke以yi避bi諱hui電dian機ji的de種zhong種zhong不bu足zu,可ke以yi顯xian著zhu地di提ti高gao步bu進jin電dian機ji的de性xing能neng。由you於yu電dian機ji生sheng產chan出chu來lai以yi後hou他ta的de所suo有you參can數shu都dou是shi固gu定ding的de,因yin此ci提ti高gao驅qu動dong器qi的de性xing能neng是shi解jie決jue問wen題ti的de關guan鍵jian,本ben文wen討tao論lun的de關guan鍵jian是shi各ge種zhong驅qu動dong技ji術shu的de缺que點dian和he難nan點dian。
1、步進電機驅動控製係統
①運動控製電路:用於產生運動和轉向的脈衝,脈衝的速度可以控製電機運轉速度。
②步進驅動電路:由兩部分組成(A、計算電機運動的脈衝數和控製電機的各種狀態;B、功率輸出電路,用於將控製輸出實現電機運動或停止的各種目的),根據這兩個的組合不同可以分成以下幾種:恒電壓驅動方式,高低壓驅動,自激恒電流斬波驅動,電流比較斬波驅動,潛進式驅動(最新的驅動技術)。
③步進電機:步進驅動器驅動步進電機,實現由電能轉化為動能的過程。
2 、步進電機驅動方電路優缺點分析
恒電壓驅動
單dan電dian壓ya驅qu動dong是shi指zhi在zai電dian機ji繞rao組zu工gong作zuo過guo程cheng中zhong,隻zhi用yong一yi個ge方fang向xiang電dian壓ya對dui繞rao組zu供gong電dian,多duo個ge繞rao組zu交jiao替ti提ti供gong電dian壓ya。該gai方fang式shi是shi一yi種zhong比bi較jiao老lao的de驅qu動dong方fang式shi,現xian在zai基ji本ben不bu用yong了le。
優點:電路簡單,元件少、控製也簡單,實現起來比較簡單。
缺點:必須提供足夠大的電流的三極管來進行開關處理,電機運轉速度比較低,電機震動比較大,發熱大。由於已經不再使用,所以不多描述。
高低壓驅動
由you於yu恒heng電dian壓ya驅qu動dong存cun在zai以yi上shang諸zhu多duo缺que點dian,技ji術shu的de進jin一yi步bu發fa展zhan,研yan發fa出chu新xin的de高gao低di壓ya驅qu動dong來lai改gai善shan恒heng電dian壓ya驅qu動dong的de部bu分fen缺que點dian,高gao低di壓ya驅qu動dong的de原yuan理li是shi,在zai電dian機ji運yun動dong到dao整zheng步bu的de時shi候hou使shi用yong高gao壓ya控kong製zhi,在zai運yun動dong到dao半ban步bu的de時shi候hou使shi用yong低di壓ya控kong製zhi,停ting止zhi時shi也ye是shi使shi用yong低di壓ya來lai控kong製zhi。
優點:高低壓控製在一點程度上改善了震動和噪音,第一次提出細分控製步進電機的概念,同時也提出了停止時電流減半的工作模式。
缺點:電dian路lu相xiang對dui恒heng電dian壓ya驅qu動dong複fu雜za,對dui三san極ji管guan高gao頻pin特te性xing要yao求qiu提ti高gao,電dian機ji低di速su仍reng然ran震zhen動dong比bi較jiao大da,發fa熱re仍reng然ran比bi較jiao大da,現xian在zai基ji本ben上shang不bu使shi用yong這zhe種zhong驅qu動dong模mo式shi。
自激式恒電流斬波驅動
zijishihengdianliuzhanboqudongdegongzuoyuanlishitongguoyingjianshejidangdianliudadaomougeshedingzhideshihoutongguoyingjianjiangqidianliuguanbi,ranhouzhuanweilingyigeraozutongdian,lingyigeraozutongdiandedianliudaomougegudingdedianliudeshihou,younengtongguoyingjianjiangqiguanbi,rucifanfu,tuijinbujindianjiyunzhuan。
優點:噪音大大減小,轉速一定程度上提高了,性能比前兩種有一定的提高。
缺點:對電路設計要求比較高,對電路抗幹擾要求比較高,容易引起高頻,燒壞驅動元件,對元件性能要求比較高。
電流比較斬波驅動
電流比較斬波驅動是把步進電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓,與D/A轉換器輸出的預設值進行比較,比較結果來控製功率管的開關,從而達到控製繞組相電流的目的。
優點:使運動控製模擬正弦波的特點,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,是當前流行的控製方法。
缺點:電dian路lu比bi較jiao複fu雜za,對dui電dian路lu中zhong的de幹gan擾rao難nan以yi控kong製zhi和he理li論lun要yao求qiu相xiang吻wen合he,容rong易yi產chan生sheng抖dou動dong,在zai控kong製zhi形xing成cheng正zheng弦xian波bo的de波bo峰feng和he波bo穀gu,容rong易yi導dao致zhi高gao頻pin幹gan擾rao,進jin而er導dao致zhi驅qu動dong元yuan件jian發fa熱re或huo者zhe由you於yu頻pin率lv過guo高gao而er老lao化hua,這zhe也ye是shi很hen多duo驅qu動dong器qi使shi用yong1年多的時候容易出現紅燈保護的主要原因。
潛進式驅動
這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu),該(gai)技(ji)術(shu)是(shi)在(zai)當(dang)前(qian)電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)斬(zhan)波(bo)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),克(ke)服(fu)其(qi)中(zhong)的(de)缺(que)點(dian)而(er)創(chuang)新(xin)的(de)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)驅(qu)動(dong)方(fang)法(fa)。其(qi)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)是(shi)在(zai)電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)斬(zhan)波(bo)驅(qu)動(dong)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)增(zeng)加(jia)了(le)驅(qu)動(dong)元(yuan)件(jian)發(fa)熱(re)和(he)高(gao)頻(pin)抑(yi)製(zhi)保(bao)護(hu)技(ji)術(shu)。
優點:兼有電流比較斬波驅動的優點外,發熱特別小,使用壽命較長。
缺點:全新技術,價格比較高,目前每種電機和驅動器匹配要求相對比較嚴格。
驅qu動dong器qi技ji術shu的de發fa展zhan,從cong原yuan來lai國guo外wai一yi枝zhi獨du秀xiu到dao國guo內nei各ge種zhong優you秀xiu技ji術shu湧yong現xian,可ke以yi看kan出chu國guo內nei技ji術shu的de進jin步bu,同tong時shi也ye可ke以yi看kan出chu,每mei一yi次ci技ji術shu的de革ge新xin都dou會hui帶dai來lai幾ji個ge以yi高gao端duan技ji術shu去qu引yin導dao市shi場chang的de市shi場chang革ge命ming,在zai步bu進jin技ji術shu相xiang對dui成cheng熟shu的de今jin天tian,碩shuo科ke數shu控kong攜xie全quan新xin的de步bu進jin驅qu動dong技ji術shu,把ba國guo內nei的de步bu進jin驅qu動dong器qi再zai次ci推tui向xiang國guo際ji市shi場chang,原yuan來lai依yi靠kao進jin口kou驅qu動dong器qi來lai獲huo得de高gao性xing能neng的de國guo內nei廠chang家jia,在zai看kan到dao本ben技ji術shu所suo闡chan述shu的de內nei容rong後hou,相xiang信xin會hui從cong內nei心xin對dui國guo內nei技ji術shu的de期qi望wang發fa生sheng改gai變bian。原yuan來lai使shi用yong日ri本ben進jin口kou的de國guo內nei工gong程cheng師shi們men,現xian在zai讓rang他ta們men找zhao到dao拒ju絕jue日ri本ben產chan品pin的de理li由you了le,可ke以yi跟gen小xiao日ri本ben再zai次ci說shuo一yi聲shengNO。
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