可控开关电源在步进电机驱动中的应用
6页1、可控开关电源在五相步进电机驱动中的应用摘要 步进电机运行时存在两个问题:低频振荡和高频转矩,在运行过程中,我们可以不断的调节电源电压,并在导同时令多相绕组导通,可以有效的解决上面的两个问题。关键词:TL494,AT89C51,IR2130,可控开关电源0 引言步进电机作为一种数字伺服执行元件,具有控制方便、运行可靠、定位精准等优点,在工业领域广泛应用,在一些高精度的仪器仪表中也越来越多地采用步进电机驱动。步进电机的驱动控制系统对于充分发挥步进电机的性能、改善其高频特性以及提高其效率具有十分重要的作用。本文介绍了一种驱动电路,引入可控的开关电源作为步进电机的供电电源,可以有效的改善其低频转矩振荡,以及高频转矩特性。1步进电机控制中存在的问题及解决方案在给步进电机各相绕组供电时,电压波形是方波,而电流波形则是有两端指数曲线组成,这是因为受步进电机绕组电感的影响,当绕组导通时,电感阻止电流的快速变化;当绕组断电时,存储在绕组中的电能通过续流二极管放电。电流的上升时间取决于回路中的时间常数。我们希望绕组中的电流也能像电压一样突变,这一点与其他电机不同,因为这样会使绕组在通电时能迅速建立磁场,断
2、电时不会干扰其他相磁场。在低速运行时,由于励磁脉冲的间隔时间较长,步进电机表现为单步运行,转子在电磁力的作用下开始运动,在到达平衡点时,电磁转矩驱动转矩为零,但转子转速过大,由于惯性,转子冲过平衡点,这时电磁力产生负转矩,转子在负转矩作用下,转速逐渐为零,并开始反向转动,如此下去形成转子围绕平衡点的振荡。在步进电机驱动时,同时给步进电机的多相通电增加转矩,可以有效的减轻步进电机运行时的低频振荡。而电机在高频运行时,由于绕组的电感作用,绕组导通时其中的电流并没有升到最高值,就已经截至了,这样绕组的平均电流就下降了,步进电机的输出转矩就下降了,即随着脉冲频率逐步增加,步进电机的转速逐步升高,而步进电机的带负载能力却在逐步下降。为此,本文介绍了一种驱动方式,根据输入的脉冲频率调节可控供电电源,频率越高,供电电压越高,这样可以对绕组中的电流进行有效的补偿。2步进电机硬件驱动电路的设计本设计电路框图如下:图1 步进电机驱动的原理框图2.1可控开关电源的设计将220V的工频电压,通过变压器变换到80V,然后通过整流、滤波得到100V左右的直流电,主电路如图2所示。AT89C51脉冲频率的输出不同的
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