大功率步进电机的控制驱动电路
3页1、大功率步进电机的控制驱动电路2009-11-20由于步进电机的转速仅取决于脉冲频率,不受电压高低、电流大小及其波形的影响,也不受 环境温度变化的影响。步进电机的步矩误差不会长期积累,每转一周积累误差就自动变为零。 具有自锁能力,定位精度高。当某相或某几相绕组处于通电状态,转子即可被锁住。由于能 自锁,电机可停在一些稳定平衡位置上,因此即使开环控制,步进电机也有较高的定位精度。 所以在数字控制系统中得到广泛的应用。步进电机的驱动是通过各相有节拍的通断电流来实 现的,电机是感性负载,为了快速建立相应电枢电流,输入电压必须达到一定的值,但当电 枢电流达到额定值之后,流过电机的相电流较大,在在回路中,必须串接限流电阻。对于大 功率步进电机,其限流电阻上的发热功率很大,不仅驱动效率低,而且散热很难解决。为解 决此问题,设计了采用高低压驱动电路的脉冲发生器、脉冲计数器和环形分配器。1 驱动电路1.1 脉冲产生电路555定时器构成多谐振荡器来产生脉冲如图1所示。接通电源后,电容被充电,Vc上升, 当Vc上升到2/3VCC时,触发器被复位,同时放电BJTT导通,此时Vo为低电平,电容C 通过R2和T放
2、电,使Vc下降。当Vc下降到1/3时,触发器又被置位,Vo翻转为高电平。 电容器 C 放电所需时间为:tPL=R2Cln20.7R2C当C放电结束时,T截止,Vcc将通过R1, R2向电容器C充电,Vc由1 / 3Vcc上升到2 /3Vcc 所需的时间为:tPH=(R1+R2)Cln20.7(R1+R2)C当电容C上的电压Vc上升到2 / 3Vcc时,触发器又发生翻转,如此周而复始,在输出端就 得到一个周期性的方波,其频率为:f=1 / (tPL+tPH) 1.43 / (R1+2R2)C式中 tPL - 电容 C 通过 R 的放电时间tPH - Vcc通过R1, R2向电容C的充电时间由于555 定时器内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,它的振荡频率受电源电 压和温度变化的影响很小。1.2 环形分配器电路由74LS191和EPROM27l6组成的脉冲分频器和环形分配器如图2所示。四相混合式步进电机具有反应式步进电动机和永磁式步进电动机的优点,有双四拍或四相八 拍2种励磁方式,拍数都是2的幕,所以计数器可直接使用二进制可逆计数器。选用74LS191, 这是一种二-十六进制同步
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