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、shejichugenghaodequdongqi,haodequdongqikeyibihuidianjidezhongzhongbuzu,keyixianzhuditigaobujindianjidexingneng。youyudianjishengchanchulaiyihoutadesuoyoucanshudoushigudingde,yincitigaoqudongqidexingnengshijiejuewentideguanjian,benwentaolundeguanjianshigezhongqudongjishudequedianhenandian。
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(yong)1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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