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步进电机恒流斩波驱动电源

解脱527  发表于 2007/9/8 10:53:18      3894 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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由于 双 电压 驱动电源电机绕组的电流波形较差,影响了电机的平稳运行,所以以此为出发点,发展了恒流驱动技术,恒流式驱动电源有多种形式,如反馈控制式恒流驱动、恒流斩波驱动、定频脉宽调制驱动技术及斩波型平滑驱动等等,它们各有特点,反馈控制式恒流驱动由于其功放管的导通与断开都不能较迅速完成,工作在放大状态下的时间较长,故功耗大、放热多,其性能较差; 文献【16]介绍了一种实用性较强的恒流斩波驱动电路,为单极性驱动方式,它充分利用了现有的电源电压,能够在较宽的频率范围内工作,由于不需外接限流电阻,故使能耗大为降低,效率较高。但普通的恒流斩波驱动技术由于功放管工作在开关状态,在高频时双极晶体管的功率开关损耗剧增,降低了电机的高频特性,且斩波频率一般设定在1-2KHZ,电磁噪声大,同时会对邻近的设备造成干扰及在电机里产生附加铁损,对这方面的研究较多:文献中提出了斩波式反馈脉冲恒流驱动技术,为单管式,结构简单,价格较低,由于采用了VMOS 场效应管,使电磁噪声显著降低;文献提出了一种步进电机各相同频调制斩波驱动器,利用方波发生器产生的方波信号作为步进电机各相驱动电路调制器的控制信号,使各相同一频率调制斩波,这样,不会由于各相绕组斩波频率不同,电流通过各绕组间的互感与磁路非线性而出现差拍信号,同时采用VMOS 管,电流上升率极快,使电流波形明显改善,工作时无电磁噪声,突跳频率提高,提高了步进电机高频运行能力及驱动电源效率;文献介绍了一种集成化的恒流斩波驱动器(SS4BOOIC),它仍然采用恒流斩波,而且斩波频率及脉宽可调,可以通过外接斩波频率调整电阻RT而有较大的调整范围,以检流电阻和比较器组成绕组电流检测电路,以控制绕组电流维持恒定状态,本电路采用典型的双极性桥式驱动电路,具有双极性驱动效率高、中低频特性较好及力矩恒定等优点,由于各相斩波频率相同,故有效的抑制了因各相斩波频率不同而产生的差拍电磁噪声,整个驱动器集成化程度高,驱动能力强,与单片机容易接口,且软件编程灵活,该文还介绍了智能化恒流斩波驱动控制系统的设计方法:文献【20」介绍了采用8098单片机的脉宽调制输出的特点来控制大功率晶体管模块GTR的导通与关断比,从而以PWM的形式使步进电机的绕组中电流保持不变,改善了绕组电流波形,提高了步进电机的高频特性。恒流 斩 波 驱动技术虽然有许多缺点,如低速运行时由于绕组电流冲击大,使低频产生振荡,运行不平稳,噪声大定位精度没有提高等,但由于它极大地改善了电流波形,采用能量反馈,提高了电源效率,改善了矩频特性,故目前国内各厂家生产使用的改造型步进电机数控系统的驱动大部分是这种类型。
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