1、第五章第五章 电动机控制及接口电动机控制及接口 一、步进电动机控制及接口一、步进电动机控制及接口 二、直流电动机控制及接口二、直流电动机控制及接口一、步进电动机控制及接口一、步进电动机控制及接口 是一种专门用于位置和速度精确控制的特种是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。电机。其最大特点是其最大特点是“数字性数字性”，对于微机发过来，对于微机发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度（简称一步），如接收到一下运转一个固定角度（简称一步），如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。
2、同时可通过控制脉冲频率，直接对电机转速同时可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。进行控制。由于步进电机工作原理易学易用，成本低（由于步进电机工作原理易学易用，成本低（相对于伺服）、电机和驱动器不易损坏，非常适相对于伺服）、电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制，因此近年来在各行各合于微电脑和单片机控制，因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用业的控制设备中获得了越来越广泛的应用1、步进电机的种类和特点步进电机的种类和特点 步进电机在构造上有三种主要类型：步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（反应式（Variable ReluctanceVariable Rel
3、uctance，VRVR）定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达距角小，可达1.21.2、但动态性能差、效率低、发热大，可靠、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证性难保证永磁式（永磁式（Permanent Permanent Magnet,PMMagnet,PM）永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为度差，步矩
4、角大（一般为7.57.5或或1515）混合式混合式(Hybrid(Hybrid Stepping,HSStepping,HS)混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小，但结构复杂、成本相对较高，但结构复杂、成本相对较高 按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是
5、两相混合式步进电机，约等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占占 97%97%以上的市场份额，其原因是性价比高，配以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步矩上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步矩角为角为1.81.8/步，配上半步驱动器后，步矩角减少步，配上半步驱动器后，步矩角减少为为0.90.9，配上细分驱动器后其步矩角可细分达，配上细分驱动器后其步矩角可细分达256256倍（倍（0.0070.007）。由于摩擦力和制造精度等原）。由于摩擦力和制造精度等原因，实际控制精度略低。同一步进电机可配不同因，实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器
6、以改变精度和效果。细分的驱动器以改变精度和效果。特点特点 脉冲信号控制定子磁极上的绕组，按一定的顺序通电，脉冲信号控制定子磁极上的绕组，按一定的顺序通电，在定子和转子的气隙间形成步进式的磁极轴旋转。（步进电在定子和转子的气隙间形成步进式的磁极轴旋转。（步进电机的转子上无绕组，且均匀分布若干个齿，定子上有激磁绕机的转子上无绕组，且均匀分布若干个齿，定子上有激磁绕组。当输给激磁绕组一个电脉冲时，转子就转过一个相应的组。当输给激磁绕组一个电脉冲时，转子就转过一个相应的角度，称为步距角）角度，称为步距角）步进电机的优点：步进电机的优点：1 1）可直接实现数字控制；）可直接实现数字控制；2 2）控制性能
7、好；）控制性能好；3 3）无接触式元件；）无接触式元件；4 4）误差不长期积累；）误差不长期积累；5 5）反应式步进电机在一相绕组通电时，具有自锁能力，永）反应式步进电机在一相绕组通电时，具有自锁能力，永磁式步进电机在不通电的情况下，也能保持转矩。磁式步进电机在不通电的情况下，也能保持转矩。2 2、基本结构、基本结构3 3、工作原理、工作原理步进电机驱动器根据外来的脉冲，通过其内部的逻步进电机驱动器根据外来的脉冲，通过其内部的逻辑电路控制步进电机的绕组按一定的次序正反通电，从而辑电路控制步进电机的绕组按一定的次序正反通电，从而实现其运转。以两相实现其运转。以两相1.81.8度，步进电机为例，分
8、为度，步进电机为例，分为4 4线（双线（双极性），极性），6 6线（单极性）两种方式：线（单极性）两种方式：4 4线（双极性）电线（双极性）电机，当其绕组的通机，当其绕组的通电方向顺序按照电方向顺序按照AC-BD-CA-DB AC-BD-CA-DB 四个状态周而复始四个状态周而复始进行变化，每变化进行变化，每变化一次，电机运转一一次，电机运转一步步,即即1.81.8度。度。6 6线（单极性）电机，当其绕组的通电方向顺线（单极性）电机，当其绕组的通电方向顺序按照序按照OA-OB-OC-OD OA-OB-OC-OD 四个状态周而复始进行变四个状态周而复始进行变化，每变化一次，电机运转一步化，每变化
9、一次，电机运转一步,即即1.81.8度。度。4 4、实例、实例一四相反应式步进电机，采用单极性直流电源供电。一四相反应式步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。进电机步进转动。四相步进电机步进示意图四相步进电机步进示意图 开始时，开关开始时，开关SBSB接通电源，接通电源，SASA、SCSC、SDSD断开，断开，B B相磁极相磁极和转子和转子0 0、3 3号齿对齐，同时，转子的号齿对齐，同时，转子的1 1、4 4号齿就和号齿就和C C、D D相相绕组磁极产生错齿，绕组磁极产生错齿，2
10、2、5 5号齿就和号齿就和D D、A A相绕组磁极产生错相绕组磁极产生错齿。齿。当开关当开关SCSC接通电源，接通电源，SBSB、SASA、SDSD断开时，由于断开时，由于C C相绕相绕组的磁力线和组的磁力线和1 1、4 4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1 1、4 4号齿和号齿和C C相绕组的磁极对齐。而相绕组的磁极对齐。而0 0、3 3号齿和号齿和A A、B B相绕相绕组产生错齿，组产生错齿，2 2、5 5号齿就和号齿就和A A、D D相绕组磁极产生错齿。相绕组磁极产生错齿。依次类推，依次类推，A A、B B、C C、D D四相绕组轮流供电，则转子会四相
11、绕组轮流供电，则转子会沿着沿着A A、B B、C C、D D方向转动。方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波单四拍、双四拍与八
12、拍工作方式的电源通电时序与波形分别如下图形分别如下图a a、b b、c c所示：所示：步进电机工作时序波形图AT89C2051AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理的步进电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理图步进电机驱动器系统电路原理图 AT89C2051 AT89C2051将控制脉冲从将控制脉冲从P1P1口的口的P1.4P1.4P1.7P1.7输出，经输出，经74LS1474LS14反相后进入反相后进入90149014，经，经90149014放大后放大后送入光电隔离器，光电隔离后，由功率管送入光电隔离器，光电隔离后，由功率管TIP122TIP122将脉冲信号进行电压和电流
13、放大，驱动步进电机将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。使步进电机随着不同的脉冲信号分的各相绕组。使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。图中图中L1L1为步进电机的一相绕组，其它三相绕为步进电机的一相绕组，其它三相绕组分别是组分别是L2L2、L3L3、L4L4 图中的图中的RL1RL1RL4RL4为绕组内阻，为绕组内阻，5050电阻是一电阻是一外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间外接电阻，起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件。常数的元件。D1D1D4D4为续流二极管，使电机绕组为续流二极管，使电
14、机绕组产生的反电动势通过续流二极管产生的反电动势通过续流二极管(D1(D1D4)D4)而衰减而衰减掉，从而保护了功率管掉，从而保护了功率管TIP122TIP122不受损坏。不受损坏。在在5050外接电阻上并联一个外接电阻上并联一个200F200F电容，可电容，可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，提高以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，提高步进电机的高频性能。与续流二极管串联的步进电机的高频性能。与续流二极管串联的200200电阻可减小回路的放电时间常数，使绕组中电流电阻可减小回路的放电时间常数，使绕组中电流脉冲的后沿变陡，电流下降时间变小，也起到提脉冲的后沿变陡，电流下降时间变小，也起到
15、提高高频工作性能的作用。高高频工作性能的作用。该驱动器根据拨码开关该驱动器根据拨码开关KXKX、KYKY的不同组合有的不同组合有三种工作方式供选择：三种工作方式供选择：方式方式1 1为中断方式：为中断方式：P3.5(INT1)P3.5(INT1)为步进脉冲为步进脉冲输入端，输入端，P3.7P3.7为正反转脉冲输入端。上位机为正反转脉冲输入端。上位机(PC(PC机机或单片机或单片机)与驱动器仅以与驱动器仅以2 2条线相连。条线相连。当上电或按下复位键当上电或按下复位键KRKR后，后，AT89C2051AT89C2051先检先检测拨码开关测拨码开关KXKX、KYKY的状态，根据的状态，根据KXKX
16、、KY KY 的不同组的不同组合，进入不同的工作方式。合，进入不同的工作方式。以下是方式以下是方式1 1的程序流程框图与源程序。的程序流程框图与源程序。程序编制时，要特别注意步进电机在换程序编制时，要特别注意步进电机在换向时的处理。为使步进电机在换向时能平滑向时的处理。为使步进电机在换向时能平滑过渡，不至于产生错步，应在每一步中设置过渡，不至于产生错步，应在每一步中设置标志位。其中标志位。其中20H20H单元的各位为步进电机正单元的各位为步进电机正转标志位转标志位;21H;21H单元各位为反转标志位。在正单元各位为反转标志位。在正转时，不仅给正转标志位赋值，也同时给反转时，不仅给正转标志位赋值
17、，也同时给反转标志位赋值转标志位赋值;在反转时也如此。这样，当在反转时也如此。这样，当步进电机换向时，就以上一次的位置作为起步进电机换向时，就以上一次的位置作为起点反向运动，避免了电机换向时产生错步点反向运动，避免了电机换向时产生错步程序流程图程序流程图方式方式1 1源程序：源程序：MOV 20H,#00H;20HMOV 20H,#00H;20H单元置初值，电机正转位置指针单元置初值，电机正转位置指针MOV 21H,#00H;21HMOV 21H,#00H;21H单元置初值，电机反转位置指针单元置初值，电机反转位置指针MOV P1,#0C0H;P1MOV P1,#0C0H;P1口置初值，防止电
18、机上电短路口置初值，防止电机上电短路MOV TMOD,#60H;T1MOV TMOD,#60H;T1计数器置初值计数器置初值,开中断开中断MOV TL1,#0FFHMOV TL1,#0FFHMOV TH1,#0FFHMOV TH1,#0FFHSETB ET1SETB ET1SETB EASETB EASETB TR1SETB TR1SJMP$SJMP$计数器计数器1 1中断程序中断程序IT1P:JB P3.7,FAN;IT1P:JB P3.7,FAN;电机正、反转指针电机正、反转指针电机正转电机正转JB 00H,LOOP0JB 00H,LOOP0JB 01H,LOOP1JB 01H,LOOP1
19、JB 02H,LOOP2JB 02H,LOOP2JB 03H,LOOP3JB 03H,LOOP3JB 04H,LOOP4JB 04H,LOOP4JB 05H,LOOP5JB 05H,LOOP5JB 06H,LOOP6JB 06H,LOOP6JB 07H,LOOP7JB 07H,LOOP7LOOP0:MOV P1,#0D0HLOOP0:MOV P1,#0D0HMOV 20H,#02HMOV 20H,#02HMOV 21H,#40HMOV 21H,#40HAJMP QUITAJMP QUITLOOP1:MOV P1,#090HLOOP1:MOV P1,#090HMOV 20H,#04HMOV 20
20、H,#04HMOV 21H,#20HMOV 21H,#20HAJMP QUITAJMP QUITLOOP2:MOV P1,#0B0HLOOP2:MOV P1,#0B0HMOV 20H,#08HMOV 20H,#08HMOV 21H,#10HMOV 21H,#10HAJMP QUIT AJMP QUIT LOOP3:MOV P1,#030HLOOP3:MOV P1,#030HMOV 20H,#10HMOV 20H,#10HMOV 21H,#08HMOV 21H,#08HAJMP QUITAJMP QUITLOOP4:MOV P1,#070H LOOP4:MOV P1,#070H MOV 20H,
21、#20HMOV 20H,#20HMOV 21H,#04HMOV 21H,#04HAJMP QUITAJMP QUITLOOP5:MOV P1,#060HLOOP5:MOV P1,#060HMOV 20H,#40HMOV 20H,#40HMOV 21H,#02HMOV 21H,#02HAJMP QUITAJMP QUITLOOP6:MOV P1,#0E0HLOOP6:MOV P1,#0E0HMOV 20H,#80HMOV 20H,#80HMOV 21H,#01HMOV 21H,#01HAJMP QUITAJMP QUITLOOP7:MOV P1,#0C0HLOOP7:MOV P1,#0C0HMO
22、V 20H,#01HMOV 20H,#01HMOV 21H,#80HMOV 21H,#80HAJMP QUITAJMP QUIT电机反转电机反转FAN:JB 08H,LOOQ0FAN:JB 08H,LOOQ0JB 09H,LOOQ1JB 09H,LOOQ1JB 0AH,LOOQ2JB 0AH,LOOQ2JB 0BH,LOOQ3JB 0BH,LOOQ3JB 0CH,LOOQ4JB 0CH,LOOQ4JB 0DH,LOOQ5JB 0DH,LOOQ5JB 0EH,LOOQ6JB 0EH,LOOQ6JB 0FH,LOOQ7JB 0FH,LOOQ7LOOQ0:MOV P1,#0A0HLOOQ0:MOV
23、P1,#0A0HMOV 21H,#02HMOV 21H,#02HMOV 20H,#40HMOV 20H,#40HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ1:MOV P1,#0E0HLOOQ1:MOV P1,#0E0HMOV 21H,#04HMOV 21H,#04HMOV 20H,#20HMOV 20H,#20HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ2:MOV P1,#0C0HLOOQ2:MOV P1,#0C0HMOV 21H,#08HMOV 21H,#08HMOV 20H,#10HMOV 20H,#10HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ3:MOV P1,#0D0HLOOQ
24、3:MOV P1,#0D0HMOV 21H,#10HMOV 21H,#10HMOV 20H,#08HMOV 20H,#08HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ4:MOV P1,#050HLOOQ4:MOV P1,#050HMOV 21H,#20HMOV 21H,#20HMOV 20H,#04HMOV 20H,#04HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ5:MOV P1,#070HLOOQ5:MOV P1,#070HMOV 21H,#40HMOV 21H,#40HMOV 20H,#02HMOV 20H,#02HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ6:MOV P1,#03
25、0HLOOQ6:MOV P1,#030HMOV 21H,#80HMOV 21H,#80HMOV 20H,#01HMOV 20H,#01HAJMP QUITAJMP QUITLOOQ7:MOV P1,#0B0HLOOQ7:MOV P1,#0B0HMOV 21H,#01HMOV 21H,#01HMOV 20H,#80HMOV 20H,#80HQUIT:RETIQUIT:RETIENDEND步进电机由步进电机由转子转子和和定子定子两部分组成两部分组成定子定子上有绕组分为上有绕组分为若干相若干相，每相每相磁极上有磁极上有极齿极齿。左图为左图为三相三相定子：定子：AA,BB,CCA、B、C三相每相两极，
26、三相每相两极，每极上五个齿每极上五个齿1)定子定子五个极齿五个极齿定子上线圈的绕法定子上线圈的绕法A相A相B相B相C相C相转子转子上有上有均匀分布均匀分布的的齿，没有绕组。齿，没有绕组。转子齿转子齿间夹角为间夹角为9o图为一转子示意图：图为一转子示意图：以以四十齿四十齿为例来说明为例来说明步进电机的原理步进电机的原理 数字式脉冲信号控制定子磁极上的绕组，按一定的顺序数字式脉冲信号控制定子磁极上的绕组，按一定的顺序通电，在定子和转子的气隙间形成步进式的磁极轴旋转。通电，在定子和转子的气隙间形成步进式的磁极轴旋转。（步进电机的转子上无绕组，且均匀分布若干个齿，定子（步进电机的转子上无绕组，且均匀分
27、布若干个齿，定子上有激磁绕组。当输给激磁绕组一个电脉冲时，转子就转上有激磁绕组。当输给激磁绕组一个电脉冲时，转子就转过一个相应的角度，称为步距角）过一个相应的角度，称为步距角）步进电机的优点：步进电机的优点：1.1.可直接实现数字控制；可直接实现数字控制；2.2.控制性能好；控制性能好；3.3.无接触式元件；无接触式元件；4.4.误差不长期积累；误差不长期积累；5.5.反应式步进电机在一相绕组通电时，具有自锁能力，永反应式步进电机在一相绕组通电时，具有自锁能力，永磁式步进电机在不通电的情况下，也能保持转矩。磁式步进电机在不通电的情况下，也能保持转矩。三拍三拍通电激磁，步距角通电激磁，步距角=3
28、=3o o3 4 40 00631 .步距角步距角 =m绕组相数；绕组相数；Z转子齿数，单拍转子齿数，单拍k=1,双拍双拍k=2。mzk063六拍六拍通电激磁，步距角通电激磁，步距角=1.5o3 40402 .063定子绕组定子绕组通断电顺序通断电顺序 转子转子转向转向 定子绕组定子绕组通断电转换频率通断电转换频率 转子转子转速转速 定子绕组定子绕组通断电次数通断电次数 转子转子转角转角 三相单三拍三相单三拍 A B C A A B C A （K=1K=1）三相双三拍三相双三拍 AB BC CA AB AB BC CA AB （K=1K=1）三相六拍三相六拍 A AB B BC C CA A
29、A AB B BC C CA A（K=2K=2）通断电方式通断电方式最高工作频率（最高工作频率（f fmaxmax）加减速特性加减速特性 启动矩频特性启动矩频特性 运行矩频特性运行矩频特性 启动频率（启动频率（f fstst）0 04 48 8121216161 12 23 3f/10f/103 3HzHz步进电机的转矩-频率特性步进电机的转矩-频率特性主要控制特性主要控制特性空载时空载时，步进电机由，步进电机由静止突然启动静止突然启动，并，并不失步不失步的进入稳速的进入稳速运行，所允许的运行，所允许的启动频率的最高值启动频率的最高值为为最高启动频率最高启动频率.启动频率启动频率大于此值时步进
30、电机不能正常工作，大于此值时步进电机不能正常工作，最高启动频率最高启动频率与与步进电机的步进电机的惯性负载有关惯性负载有关.M Md d /N Nm mf f /H Hz z1 16 6*1 10 00 00 00 01 12 23 34 44 48 81 12 2步进电机工作频率连续上升时，电动机不失步运行的最步进电机工作频率连续上升时，电动机不失步运行的最高频率称为高频率称为最高工作频率最高工作频率。它的值也和它的值也和负载负载有关。很显然，在同样负载下，有关。很显然，在同样负载下，最高工最高工作频率远大于最高启动频率作频率远大于最高启动频率.在在连续运行状态连续运行状态下，步进电机的下，
31、步进电机的电磁力矩电磁力矩随随频率频率的的升高升高而而急剧下降急剧下降，这两者的关系称为，这两者的关系称为矩频特性矩频特性.4 4）矩频特性）矩频特性（一）脉冲分配（一）脉冲分配 按一定的规律将按一定的规律将进给脉冲进给脉冲分配分配给给步进电机步进电机定子绕组定子绕组的的各相各相v 实现方法：实现方法：1.1.硬件硬件集成脉冲分配器集成脉冲分配器TTL:B013,BY014 BY015,BY016CMOS:CH250（一）脉冲分配（一）脉冲分配 2.2.软件软件移位法移位法查表法查表法D2D1D0C相B相A相00101H，A相通电01103H，AB通电01002H，B相通电11006H，BC通
32、电10004H，C相通电10105H，CA通电1对驱动电源的要求对驱动电源的要求 实际上，步进电机是实际上，步进电机是感性负载感性负载，绕组中电流绕组中电流不能突变不能突变，而是按，而是按指数规律指数规律上升或下降上升或下降,从而使整个从而使整个通电周期内，绕组通电周期内，绕组电流平均值电流平均值下降，下降，电机电机输出转矩下降输出转矩下降。理想理想驱动电源使电机驱动电源使电机绕组电流绕组电流 尽量接近尽量接近矩形波矩形波。而当电机而当电机运行频率很高运行频率很高时，电流峰值时，电流峰值显著小于显著小于额定额定励磁电流，从而导致电机励磁电流，从而导致电机转矩进一步下降，严重时不能启动。转矩进一
33、步下降，严重时不能启动。上升时电流时间常数上升时电流时间常数 Ti=L/R L步进电机绕组平均电感量步进电机绕组平均电感量 R通电回路电阻，包括：通电回路电阻，包括：绕组内阻绕组内阻、功率放大器、功率放大器输出级内阻输出级内阻、串联电阻串联电阻 下降时电流时间常数下降时电流时间常数 Td=L/RD RD放大回路电阻放大回路电阻 为了提高步进电机动态特性，必须改善电流波形，为了提高步进电机动态特性，必须改善电流波形，使前后沿陡度增大，方法有：使前后沿陡度增大，方法有：从从 T Ti i=L/R=L/R 知，为知，为 ，可可 R R，故可在进电机绕组回路中故可在进电机绕组回路中串联串联一个电阻一个
34、电阻RoRo此时，此时，T Ti i=L/(r+=L/(r+R R0 0 )特点：特点：线路简单，但线路简单，但 R Ro o(10)10)上消耗一定功率，上消耗一定功率，发热量大发热量大，也降低了放大器的，也降低了放大器的效率效率，只，只适于小功率适于小功率步进电机。步进电机。电感绕组通电状态时，绕组上电流为电感绕组通电状态时，绕组上电流为 Im=(E/r)(1-e-t/Ti)E电源电压电源电压 电流增长率为电流增长率为 dIm/dt=Im=(E/r)(1-e-t/Ti)可见，增大电源电压可以有效地改善电流上升陡度可见，增大电源电压可以有效地改善电流上升陡度 特点：特点：线路复杂线路复杂，需
35、采用双电源，但，需采用双电源，但效率较高效率较高，效果好，效果好，适于适于中小型功率中小型功率步进电机。步进电机。电容电容C:在接通瞬间短接在接通瞬间短接R R 电流由电流由 ELCT1 故故C C称称 加速电容加速电容 电阻电阻Rc:在电流达到在电流达到恒定后恒定后还起还起限流作用限流作用，此时电流由此时电流由 ELtRoT1 输入脉冲为输入脉冲为“0 0”时，时，T1T1截止截止，il=0 输入脉冲为输入脉冲为“1 1”时，时，T1T1导通导通 输入输入脉冲消失脉冲消失后，后，T T1 1截止，截止，L L两端将产生一感应电压。两端将产生一感应电压。V=L(di/dt)，由于由于T T1
36、1关断时间关断时间dtdt很短，很短，故故感应电压感应电压U U很大，将击穿晶体管，很大，将击穿晶体管，为此增加二极管为此增加二极管 D D 续流续流，续流电流，续流电流:LRoDL 单电压型驱动电源单电压型驱动电源 而而T2T2在在高压控制电路高压控制电路下下导通导通 时间时间t t1 1较短较短 (100-600(100-600 s)s)绕组在绕组在高压高压 EHEH下电流下电流 迅速增大迅速增大至至额定值额定值，此时此时低压低压 ELEL无效无效。输入脉冲信号为输入脉冲信号为“0 0”时，时，T1T1、T2T2均截止，均截止，I IL L=0=0 输入信号为输入信号为“1 1”时，时，T
37、1 T1 导通导通 t t1 1之后之后，T2T2截止截止，低压供压低压供压，维持维持绕组所需的绕组所需的额定电流额定电流IeIeEHEL 在绕组回路中在绕组回路中串接电流检测电路：串接电流检测电路：当绕组电流当绕组电流下降至一定下降至一定下限下限时，时，由检测电路发生信号、控制由检测电路发生信号、控制 高压管高压管再度接通再度接通，使绕组，使绕组 电流回升电流回升；当电流当电流增至某一增至某一上限上限时，时，再次再次断开断开高压源高压源。若励磁电流若励磁电流以方波以方波达到额定值，则转子转过达到额定值，则转子转过一个步距角一个步距角；而若励磁电流以而若励磁电流以若干级若干级上升上升到额定值，则转子以到额定值，则转子以同样同样的的若干级若干级转过一个步距角，即可使步进电机步距变小。转过一个步距角，即可使步进电机步距变小。细分即使电机通电电流由细分即使电机通电电流由矩形波矩形波转变为转变为阶梯波阶梯波，即使励磁，即使励磁电流以电流以若干个等幅、等宽若干个等幅、等宽的阶梯上升到额定值，并以同样的阶梯上升到额定值，并以同样的阶梯从额定值下降到零。的阶梯从额定值下降到零。高 压控 制回 路UHULT1T2D2D1LaRdRgDgRLUHULutootiLigidig-dt1t2
