運(yùn)用LM331、PMM8713和SI-73004規(guī)劃了四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線該驅(qū)動(dòng)線路具有牢靠、高效、矩頻特性好的優(yōu)勢(shì),并使用于數(shù)控等離子弧壓主動(dòng)調(diào)高體系中。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠經(jīng)過(guò)操控脈沖個(gè)數(shù)來(lái)操控角位移量，然后到達(dá)精確定位的意圖；一起能夠經(jīng)過(guò)操控脈沖頻率來(lái)操控電機(jī)滾動(dòng)的速度和加速度，然后到達(dá)調(diào)速的意圖。
目前，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的操控主要有由渙散器材構(gòu)成的環(huán)形脈沖分配器、軟件環(huán)形脈沖分配器、專(zhuān)用集成芯片環(huán)形脈沖分配器等。本規(guī)劃選用第三種計(jì)劃，用PMM8713三相或四相步進(jìn)電機(jī)的脈沖分配器、SI-7300A兩相或四相功率驅(qū)動(dòng)器，構(gòu)成四相步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路，以進(jìn)步集成度和牢靠性，步進(jìn)電機(jī)操控框圖見(jiàn)圖1。
PMM8713原理框圖及功能
PMM8713是日本三洋電機(jī)公司出產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)脈沖分配器，適用于操控三相或四相步進(jìn)電機(jī)。操控三相或四相步進(jìn)電機(jī)時(shí)都能夠挑選3種勵(lì)磁方法，每相最小吸入與拉出電流為20mA，它不只滿意后級(jí)功率放大器的輸入需求，并且在其一切輸入端上均內(nèi)嵌施密特觸發(fā)電路，抗干擾能力強(qiáng)，其原理框圖如圖2所示。
在PMM8713的內(nèi)部電路中，時(shí)鐘選通有些用于設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的正回轉(zhuǎn)脈沖輸入發(fā)。PMM8713有兩種脈沖輸入法：雙脈沖輸入法和單脈沖輸入法。選用雙脈沖輸入法時(shí)，CP、CU兩頭別離輸入步進(jìn)電機(jī)正回轉(zhuǎn)的操控脈沖。當(dāng)選用單脈沖輸入時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的正回轉(zhuǎn)方向由U／D的高、低電位決議。
鼓勵(lì)方法操控電路用來(lái)挑選選用何種勵(lì)磁方法。鼓勵(lì)方法判斷電路用于輸出檢測(cè)；而可逆環(huán)形計(jì)數(shù)器則用于發(fā)生步進(jìn)電機(jī)在選定的勵(lì)磁方法下的各相通斷時(shí)序信號(hào)。
SI-7300A的布局及功率驅(qū)動(dòng)原理
SI-7300A是日本三青公司出產(chǎn)的高功能步進(jìn)電機(jī)集成功率放大器，該器材為單極性四相驅(qū)動(dòng)，選用SIPI8封裝。
步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)級(jí)電路可分為電壓和電流兩種驅(qū)動(dòng)方法。電流驅(qū)動(dòng)方法最常用的是PWM恒流斬波驅(qū)動(dòng)電路，也是最常用的高功能驅(qū)動(dòng)方法，其間一相的等效電路圖如圖3所示。
LM331芯片
LM331是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司出產(chǎn)的雙列直插式8腳芯片，只需接入幾個(gè)外部元件就能夠方便地構(gòu)成電壓／頻率(V／F)變換電路，電路如圖4所示。
LM331的輸出頻率和輸入電壓存在如下聯(lián)系：fo=Vi／(IRtIRL)，其間t,sub>1由外接的定時(shí)元件Rt和Ct決議，t1=1.1RtCt，IR由內(nèi)部精細(xì)電流源供給，IR=1.9V／Rs。故fo=ViRs／(2.09RtRLCt)。Rs為可調(diào)電阻，它的作用是調(diào)整LM331的增益誤差。Ct為濾波電容，通常為0.01～0.1μF，在濾波作用較好的情況下，可運(yùn)用1μF的電容。為了進(jìn)步精度和安穩(wěn)度，組容元件選用低溫度系數(shù)的器材。
用PMM8713步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器與S17300A步進(jìn)電機(jī)功率放大器規(guī)劃了一個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路，PMM8713采納單脈沖輸入、1-2相勵(lì)磁方法，電路如圖5所示。圖中PD操控端為S17300A的輸入電流Io調(diào)理端，可懸空或接高電平，接高電平時(shí)可適當(dāng)進(jìn)步S17300A的輸出電流Io，在本應(yīng)用體系中懸空運(yùn)用。圖中PMM8713的時(shí)鐘脈沖輸入信號(hào)由LM33l(V／F)輸出，方向操控信號(hào)和步進(jìn)電機(jī)的起停信號(hào)由窗口對(duì)比電路給出。
窗口對(duì)比電路為步進(jìn)電機(jī)供給方向操控信號(hào)和步進(jìn)電機(jī)的起停操控信號(hào)，電路如圖6所示。其間，U1、U2為數(shù)控等離子切割機(jī)弧壓的上、下限電壓，Ui為檢測(cè)到的弧壓。當(dāng)Ui＞U1，V3輸出為高電平，V4輸出為低電平， V5輸出為高電平；當(dāng)U2＜Ui 方向操控信號(hào)V3或V4輸出端接PMM8713的C／D，操控步進(jìn)電機(jī)的正回轉(zhuǎn)；U5輸出端接PMM8713的復(fù)位端R，操控步進(jìn)電機(jī)的起停。LMM331(V／F)輸出端fo接PMM8713的CK，為步進(jìn)電機(jī)供給脈沖操控信號(hào)。由此可見(jiàn)，當(dāng)U2＜Ui＜U1時(shí)，V5輸出為低電平，步進(jìn)電機(jī)不運(yùn)動(dòng)；當(dāng)Ui＞U1或許Ui＜U2時(shí)，V5輸出為高電平，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)(步進(jìn)電機(jī)的正回轉(zhuǎn)由方向操控信號(hào)操控)至U2＜Ui＜U1的范圍內(nèi)，然后確保Ui一直位于U2＜Ui＜Ul范圍內(nèi)。
該驅(qū)動(dòng)電路被用于數(shù)控等離子切割機(jī)弧壓主動(dòng)調(diào)高體系中，體系中的電機(jī)是42BYG009型混合式步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電壓為直流24V。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路操控體系布局簡(jiǎn)略、功能安穩(wěn)、效率高、矩頻特性好，可大范圍使用在小型機(jī)電一體化設(shè)備中。
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