您的位置:电子电路网 >>电路图 >>控制电路 >>电机控制
二相混合式步进电机的高性能驱动器设计 评论(0) 收藏(0
所属分类:控制电路 电机控制
相关器件: 浏览:1609次
顶 [1人]
100%
踩 [0人]
0%
登陆即可参与评分,获得积分奖励! [评分一次获1分,每天最多得5分]
  • 详细说明

概述:
研究二相混合式步进电机高性能驱动控制方法,实现减小低频振荡和改善矩频特性的目的。在常用升降速控制技术的基础上改进一种指数形式结合台阶模式的 加减速控制方法。以Logistic增长方程为模型,提出一种基于调频调压驱动模式的电流补偿控制算法,即电机的供电电压实时跟踪运行频率的驱动方式。实 验结果显著改善低频稳定性和矩频特性,具有一定的研究和经济价值。
 

引言   
步进电机是一种数字电机,具有无累积误差、性价比高等优点,被广泛应用于生活和生产领域中。异于其他电机,步进电机必须使用驱动器才能工作。步进电机运行 时存在低频振荡和矩频特性,是设计驱动系统时必须考虑的两大难题。另外,步进动电机需要有升降速过程才能运行平稳。起动时,如果加在电机上的脉冲信号频率 过高,则会出现失步或振荡,电机会抖动并有呼啸声。驱动器的性能影响着步进电机的发展前景,因此研究一种高性能步进电机驱动方法具有重要的实际意义。
 

1 驱动系统的原理与设计  
本系统的设计方案采用调频调压驱动方式,系统的硬件电路按功能来划分,主要包含以STM32F103为核心的主控模块、功率驱动电路、调频调压驱动电源和电机电流检测模块。基本框图如图1所示。

驱动系统的核心是微处理器控制模块。由STM32F103单片机及其外设电路组成,用于实现电机PWM时序信号的输出、转速和方向的控制、软件控制算法的 实现、与计算机通信等功能。增强型STM32单片机有80个GPIO口,高达72 MHz的内部时钟频率的定时器,通过改变PWM的频率实现电机速度的变化,完全满足驱动的设计要求。

   
二相混合式步进电机需要双极性驱动方式才能工作,即绕组在一个周期内需要有正反两个方向的电流流过。采用H桥电路可以很容易解决电机双向通电的问题,二相 步进电机需要8个开关管构成两个H桥,其中一相的H桥驱动电路如图2所示。MOS管驱动采用驱动芯片L6384,2片L6384和4个功率MOSFET管 IFR640构成H桥。Q1、Q4和Q2、Q3轮流导通,绕组中的电流方向在周期内不断地改变。

可调电源电路采用专用集成PWM控制芯片SG3525实现。调频调压电路如图3所示,控制信号PWM由J1输入,实现光耦调节,与输出信号共同反馈到 SG3525的反相输入端和补偿端,用以改变11脚和14脚输出的PWM的占空比,使得输出稳定。C1和R1为片内振荡器外接电容、电阻,可设定输出 PWM波的斩波频率,本系统斩波频率为60 kHz。11和14脚输出PWM控制后级功率管的“开”和“关”,实现绕组充放电,设计中采用220 V的市电输入,输出 0~60 V/4 A。

                                                      图3  调频调压电路
(详细内容请阅读PDF文档)


调频调压电路.jpg [ 35.1 KB ] [ 原理图 ] [ 下载次数:9 ]
步进电机一相的驱动电路图.jpg [ 30.3 KB ] [ 原理图 ] [ 下载次数:9 ]
步进电机驱动系统原理框图.jpg [ 15.4 KB ] [ 框图 ] [ 下载次数:9 ]
二相混合式步进电机的高性能驱动器设计.pdf [ 438.1 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:31 ]

如无法正常下载,请点击这里报告问题,我们将在下一工作日内为您解决。

  • 发表评论
关闭
请您在通行证中登陆后再下载!
关闭

您当前的用户还没有激活


无法下载相关附件。


请查看您的注册邮箱获取激活信息或


单击此处


重新发送激活信息!


关闭

下载该附件需要积分

您的积分为 ,不足以支付!


您可以通过以下途径获取积分


1.上传文档可得5积分奖励


2.登陆可得2积分奖励,最多可得2分每天


3.评价文档可得1积分奖励,顶、踩,最多可得5分每天


查看更多积分获取的详细规则>>