| 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動電路實(shí)際上是一種脈沖放大電路，使脈沖具有一定的功率驅(qū)動能力。由于功率放大器的輸出直接驅(qū)動電動機(jī)繞組，因此，功率放大電路的性能對步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行性能影響很大。對驅(qū)動電路要求的核心問題則是如何提高步進(jìn)電動機(jī)的快速性和平穩(wěn)性。目前，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路主要有以下幾種:1.單電壓限流型驅(qū)動電路 圖所示是步進(jìn)電動機(jī)一相的驅(qū)動電路，L是電動機(jī)繞組，晶體管VT可以認(rèn)為是一個無觸點(diǎn)開關(guān)，它的理想工作狀態(tài)應(yīng)使電流流過繞組L的波形盡可能接近矩形波。但是由于電感線圈中的電流指數(shù)規(guī)律上升，其時間常數(shù) ，須經(jīng)過 的時間后才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流。由于步進(jìn)電動機(jī)繞組本身的電阻很小，所以，時間常數(shù)很大，從而嚴(yán)重影響電動機(jī)的啟動頻率。為了減小時間常數(shù)，在勵磁繞組中串以電阻R，這樣時間常數(shù) 就大大減小，縮短了繞組中電流上升的過度過程，從而提高了工作速度。在電阻R兩端并聯(lián)電容C，是由于電容上的電壓不能突變，在繞組由截止到導(dǎo)通的瞬間，電源電壓全部降落在繞組上，使電流上升更快，所以，電容C又稱為加速電容。 二極管V在晶體管VT截止時起續(xù)流和保護(hù)作用，以防止晶體管截止瞬間繞組產(chǎn)生的反電勢造成管子擊穿，串聯(lián)電阻RD使電流下降更快，從而使繞組電流波形后沿變陡。 這種電路的缺點(diǎn)是R上有功率消耗。為了提高快速性，需加大R的阻值，隨著阻值的加大，電源電壓也勢必提高，功率消耗也進(jìn)一步加大，正因?yàn)檫@樣，單電壓限流型驅(qū)動電路的使用受到了限制。2.高低壓切換型驅(qū)動電路 優(yōu)點(diǎn)：功耗小，啟動力矩大，突跳頻率和工作頻率高。 缺點(diǎn)：大功率管的數(shù)量要多用一倍，增加了驅(qū)動電源。 高低壓切換型驅(qū)動電路的最后一級如圖 (a)所示，相應(yīng)的電壓電流波形圖如圖(b)所示。這種電路中采用高壓和低壓兩種電壓供電，一般高壓大于60V，低壓為5~20V。V1在VT1和VT2都截止時通過電源和V2為電機(jī)繞組提供放電回路。在t1-t2時間內(nèi)。VT1和VT2均飽和導(dǎo)通，＋80V的高壓電源經(jīng)過VT1和VT2管加到步進(jìn)電動機(jī)的繞組上，使其電流迅速上升，當(dāng)時間到達(dá)t2時，或電流上升到某一數(shù)值時，Ub2變?yōu)榈碗娖剑琕T2截止，電動機(jī)繞組的電流由+12V電源經(jīng)過VT1管來維持，此時，電流下降到電動機(jī)的額定電流，直到t3時Ub1也為低電平，VT1管截止，電動機(jī)繞組電流下降到0。一般電壓Ub1由脈沖分配經(jīng)過幾級放大獲得，電壓Ub2由單穩(wěn)定時或定流裝置再經(jīng)脈沖變壓器獲得。3.PWM 型驅(qū)動電路 恒頻脈寬調(diào)制功放電路基本上是把斬波恒流和斬波平滑功放電路的特點(diǎn)集于一身，功能更好。 V1是20kHz的方波，它作為各相D觸發(fā)器的時鐘信號CP，以保證各相以同樣的頻率進(jìn)行斬波。 V2是步進(jìn)控制信號。 Vref是比較器OP的正輸入端信號，它用于確定電機(jī)繞組電流iL 的穩(wěn)定值。 恒頻脈寬調(diào)制功率放大電路不但有較好高頻特性，而且有效地減少了步進(jìn)電機(jī)的噪聲，同時還降低了功耗。因此體積也可以減少。但是由于斬波的頻率較高，對功放管的要求也稍高。而這種電路的低頻振蕩也較高。 |
