步進(jìn)電機常用的驅動(dòng)方式是全電壓驅動(dòng),即在電機移步與鎖步時(shí)都加載額定電壓。
步進(jìn)電機是一種感應電機,它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時(shí)供電的,多相時(shí)序控制電流,用這種電流為步進(jìn)電機供電,步進(jìn)電機才能正常工作,驅動(dòng)器就是為步進(jìn)電機分時(shí)供電的,多相時(shí)序控制器。為了避免電機過(guò)流及改良驅動(dòng)特性,需加限流電阻。由于步進(jìn)電機鎖步時(shí),限流電阻要消耗掉大量的功率,故限流電阻要有較大的功率容量,并且開(kāi)關(guān)管也要有較高的負載能力。
步進(jìn)馬達的另一種驅動(dòng)方式是高低壓驅動(dòng),即在電機移步時(shí),加額定或超過(guò)額定值的電壓,以便在較大的電流驅動(dòng)下,使電機快速移步;而在鎖步時(shí),則加低于額定值的電壓,只讓電機繞組流過(guò)鎖步所需的電流值。步進(jìn)電機驅動(dòng)為了進(jìn)一步提高驅動(dòng)系統的高頻響應,可采用升頻升壓功率驅動(dòng)接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線(xiàn)性關(guān)系。它的主回路實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)穩壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅動(dòng)脈沖的頻率轉換成直流電平,并用此電平去控制開(kāi)關(guān)穩壓電源的輸入,這就構成了具有頻率反饋的功率驅動(dòng)接口。這樣,既可以減少限流電阻的功率(指物體在單位時(shí)間內所做的功的多少)消耗,又可以提升電機的運行速度,但這種驅動(dòng)方式的電路要復雜一些。
驅動(dòng)脈沖的分配可以使用硬件方法,即用脈沖分配器實(shí)現。現在,脈沖分配器已經(jīng)標準化、芯片化,市場(chǎng)上可以買(mǎi)到。但硬件方法結構復雜,成本也較高。
步進(jìn)電機控制(包括控制脈沖的產(chǎn)生和分配)也可以使用軟件方法,即用單片機實(shí)現,這樣既簡(jiǎn)化了電路,也降低了成本。步進(jìn)電機驅動(dòng)步進(jìn)電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須使用專(zhuān)用的驅動(dòng)器,如圖所示,它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅動(dòng)單元、保護單元等組成。圖中點(diǎn)劃線(xiàn)所包圍的二個(gè)單元可以用微機控制來(lái)實(shí)現。使用單片機以軟件方式驅動(dòng)步進(jìn)電機,不但可以通過(guò)編程方法,在一定范圍內自由設定步進(jìn)電機的轉速、往返轉動(dòng)的角度以及轉動(dòng)次數等,而且還可以方便靈活地控制步進(jìn)電機的運行狀態(tài),以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要求。因此,常把單片機步進(jìn)電機控制電路稱(chēng)之為可編程步進(jìn)電機驅動(dòng)器。
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