驱动器

2014-12-8

驱动器
    步进电机的运行需要有一些外部电气部件。这些外部件通常包括电源、逻辑程序器、开关元件和时钟脉冲源。许多商用驱动器已经将这些零件组合成了一个整体。一些基本的驱动器则仅有有末级功率级,而没有可以产生适当步进顺序的电子控制器。
双极性驱动方式
    对于具有四根引线的两相双极性电机,这是非常普遍的驱动方式。在一个完整的驱动器/控制器中,控制电路交替地使每相绕组中电流反向。其步进顺序见"步进电机原理": 图 5.
单极性驱动方式
    该驱动方式要求每相上具有一个中间抽头(6根引线)的电机。与使每相绕组中的电流反向不同的是,该驱动只需将电流从每相中的一个线圈转换到另一个线圈("步进电机原理": 图 6). 通过绕组的改变使电机内部的磁场方向发生变化。该方案驱动简单,但每次仅利用了绕组的一半,与相当的双极性电机相比,这使旋转电机产生的力矩或直线电机产生的力大约都减少了30%。

L/R驱动方式
    这种类型驱动也可称为恒压驱动。大多数的这类驱动器可以配置成运行双极性或单极性步进电机。L/R代表电感(L)与电阻(R)之间的电气关系。电机线圈阻抗与步进速率之比由这些参数所确定。L/R驱动器应将电源输出电压与电机线圈额定电压相匹配,以适应连续负载工作。许多已经公布的电机性能曲线是以施加在电机引线上的满载额定电压为基础的。电源输出电压级别必须设置的较高,用以补偿驱动器电路内部的电压降,以达到最佳的连续运行效果。
    大多数步进电机的性能水平在短时工作制下可以通过提高电压来得以提高。这通常称为“过度驱动”电机。当过度动一个电机时,工作周期中必须有足够的定期断电时间(不施加电源),以防止电机温升超过允许范围。
斩波驱动方式
    斩波驱动方式允许步进电机在较高的速度下维持比L/R驱动方式更大的力矩或力。斩波驱动器是一个恒定电流驱动器,通常为双极性类型。斩波驱动器是通过快速接通和关闭(断路)输出电源,从而控制电机电流。作为一般原则,为获取较佳性能,电源和额定电机电压之间所推荐的比率为8:1,这个样本中的电机特性曲线就是按照8:1的比例得出的。

微步进驱动方式
    许多双极性驱动器拥有微步进的功能。微步进是以电子方式将一个整步长分成诸多较小的步长。例如,一个直线电机的步长为0.001英寸,将其驱动到每步具有10个微步,这样,一个微步将为0.0001英寸。微步进有效地减少了电机的步进步长。但是,与一个全步长的精确度相比,每个微步的精确度具有更大的百分比相对误差。和全步长一样,微小步进的增量误差也是非累积的。在大部分情况下,微步驱动可以有效减弱或消