| 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動電路實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，正因為這樣，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：功耗小，啟動力矩大，突跳頻率和工作頻率高。 缺點：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。 |
