单片机是性能极1佳的控制处理器,在控制步进电机工作时,接口部件必须要有下列功能。①电压隔离功能。单片机工作在5V,而步进电机是工作在几十V,甚至更高。一旦步进电机的电压串到单片机中,就会损坏单片机;步进电机的信号会干扰单片机,也可能导致系统工作失误,因此接口器件必须有隔离功能。②信息传递功能。接口部件应能够把单片机的控制信息传递给步进电机回路,产生工作所需的控制信息,对应于不同的工作方式,接口部件应能产生相应的工作控制波形。③产生所需的不同频率。为了使步进电机以不同的速度工作,以适应不同的目的,接口部件应能产生不同的工作频率。
主要分类:
反应式:定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。永磁式:永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。混合式:混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步距角小,但结构复杂、成本相对较高。
目前在步进电机的细分驱动技术上,采用斩波恒流驱动,仪脉冲宽度调制驱动、电流矢量恒幅均匀旋转驱动控制止,几大大提高步进电机运行运转精度,使步进电机在中、小功率应用领域向高速且精密化的方向发展。 [1] 初,对步进电机相电流的控制是由硬件来实现的,通常采用两种方法,采用多路功率开关电流供电,在绕组上进行电流叠加,这种方法使功率管损耗少,但由于路数多,自动化步进电机,所以器件多,体积大。先对脉冲信号叠加,再经功率管线性放大,获得阶梯形电流,优点是所用器件少,但功率管功耗大,系统功率低,如果管子工作在非线性区会引起失真、由于本身不可克服的缺点,因此目前已很少采用这两类方法。
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