驅(qū)動(dòng)器原理

1.恒流驅(qū)動(dòng)

恒流控制的基本思想是通過(guò)控制主電路中MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，即調(diào)節(jié)MOSFET觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度，來(lái)達(dá)到控制輸出驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)而控制電機(jī)繞組電流的目的。

2.單極性驅(qū)動(dòng)

單極性 （unipolar） 和雙極性 （bipolar） 是步進(jìn)電機(jī)常采用的兩種驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。單極性驅(qū)動(dòng)電路使用四顆晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩組相位，電機(jī)結(jié)構(gòu)則如圖1所示包含兩組帶有中間抽頭的線(xiàn)圈，整個(gè)電機(jī)共有六條線(xiàn)與外界連接。這類(lèi)電機(jī)有時(shí)又稱(chēng)為四相電機(jī)，但這種稱(chēng)呼容易令人混淆又不正確，因?yàn)樗鋵?shí)只有兩個(gè)相位，總線(xiàn)型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器價(jià)格，準(zhǔn)確的說(shuō)法應(yīng)是雙相位六線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)。六線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)雖又稱(chēng)為單極性步進(jìn)電機(jī)，實(shí)際上卻能同時(shí)使用單極性或雙極性驅(qū)動(dòng)電路。

3.雙極性驅(qū)動(dòng)

雙極性步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路則如圖2所示，它會(huì)使用八顆晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)兩組相位。雙極性驅(qū)動(dòng)電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)四線(xiàn)式或六線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)，雖然四線(xiàn)式電機(jī)只能使用雙極性驅(qū)動(dòng)電路，它卻能大幅降低量產(chǎn)型應(yīng)用的成本。雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管數(shù)目是單極性驅(qū)動(dòng)電路的兩倍，總線(xiàn)型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器公司，其中四顆下端晶體管通常是由微控制器直接驅(qū)動(dòng)，上端晶體管則需要成本較高的上端驅(qū)動(dòng)電路。雙極性驅(qū)動(dòng)電路的晶體管只需承受電機(jī)電壓，所以它不像單極性驅(qū)動(dòng)電路一樣需要箝位電路。

4.微步驅(qū)動(dòng)

微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一種電流波形控制技術(shù)。其基本思想是控制每相繞組電流的波形，使其階梯上升或下降，即在0和較大值之間給出多個(gè)穩(wěn)定的中間狀態(tài)，定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中也就有了多個(gè)穩(wěn)定的中間狀態(tài)，云南總線(xiàn)型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，對(duì)應(yīng)于電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的步數(shù)增多、步距角減小。采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以大大提高步進(jìn)電機(jī)的步矩分辨率，減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，避免低頻共振及降低運(yùn)行噪聲 。

驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)介紹

出色的平均和低速范圍：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器體積小，在這樣一個(gè)小的系統(tǒng)中，較好的平均值和低速縮放是必要的，小系統(tǒng)中的較大轉(zhuǎn)矩是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)流行特性，這也是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)的區(qū)別點(diǎn)。伺服電機(jī)是在中高速運(yùn)行時(shí)能夠產(chǎn)生平滑轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在中低速運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速范圍的增大，高頻轉(zhuǎn)矩逐漸減小。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器也可用于高速操作，但周期有限。通常情況下，由于功率損耗大、系統(tǒng)控制率低、電機(jī)停止不準(zhǔn)確度增加等原因，避免了高速測(cè)距操作。通常中速操作中，伺服和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器都配備良好。伺服電機(jī)在低速時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儾焕谏鲜霾僮?，在?shí)際應(yīng)用中，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器更有用。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，因此將其納入系統(tǒng)中也可以降低生產(chǎn)成本。

驅(qū)動(dòng)器分類(lèi)

步進(jìn)電機(jī)按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也叫脈沖電機(jī)，總線(xiàn)型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器公司，包括反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（HB）等。

（1）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：也叫感應(yīng)式、磁滯式或磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。其定子和轉(zhuǎn)子均由軟磁材料制成，定子上均勻分布的大磁極上裝有多相勵(lì)磁繞組，定、轉(zhuǎn)子周邊均勻分布小齒和槽，通電后利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。一般為三、四、五、六相；可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出（消耗功率較大，電流較高可達(dá)20A，驅(qū)動(dòng)電壓較高）；步距角?。ㄝ^小可做到10’）；斷電時(shí)無(wú)定位轉(zhuǎn)矩；電機(jī)內(nèi)阻尼較小，單步運(yùn)行（指脈沖頻率很低時(shí)）震蕩時(shí)間較長(zhǎng)；啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高。

（2）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：通常電機(jī)轉(zhuǎn)子由永磁材料制成，軟磁材料制成的定子上有多相勵(lì)磁繞組，定、轉(zhuǎn)子周邊沒(méi)有小齒和槽，通電后利用永磁體與定子電流磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。一般為兩相或四相；輸出轉(zhuǎn)矩小（消耗功率較小，電流一般小于2A，驅(qū)動(dòng)電壓12V）；步距角大（例如7.5度、15度、22.5度等）；斷電時(shí)具有一定的保持轉(zhuǎn)矩；啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較低。

（3）混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：也叫永磁反應(yīng)式、永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。其定子和四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有區(qū)別（但同一相的兩個(gè)磁極相對(duì)，且兩個(gè)磁極上繞組產(chǎn)生的N、S極性必須相同），轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜（轉(zhuǎn)子內(nèi)部為圓柱形永磁鐵，兩端外套軟磁材料，周邊有小齒和槽）。一般為兩相或四相；須供給正負(fù)脈沖信號(hào)；輸出轉(zhuǎn)矩較永磁式大（消耗功率相對(duì)較?。?；步距角較永磁式小（一般為1.8度）；斷電時(shí)無(wú)定位轉(zhuǎn)矩；啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高；發(fā)展較快的一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 

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