图7:电机控制基本方案

 

 


    步进电机驱动器类型


    市场上有不同的步进电机驱动器,它们展示了针对特定应用的不同功能。最重要的特性包括输入接口。最常见的选项是:


    步进/方向  –通过在步进引脚上发送脉冲,驱动器改变其输出,以使电机执行步进,步进的方向由方向引脚上的电平确定。


    Phase / Enable (相位/启用)–  F或每个定子绕组相位,Phase(相位)确定电流方向,如果该相位通电,则触发Enable(启用)。


    PWM  –  直接控制低端和高端FET的栅极信号。


    步进电机驱动器的另一个重要特征是,它只能控制绕组两端的电压,也可以控制流过绕组的电流:


    通过电压控制,驱动器仅调节绕组两端的电压。产生的扭矩和执行步骤的速度仅取决于电动机和负载特性。


    电流控制驱动器更先进,因为它们调节流过有源线圈的电流,以便更好地控制产生的转矩,从而更好地控制整个系统的动态行为。


    单极/双极电机


        电动机的另一个影响控制的特征是定子线圈的布置,该布置确定了电流方向的变化方式。为了实现转子的运动,不仅需要给线圈通电,还需要控制电流的方向,电流的方向决定了由线圈本身产生的磁场的方向(见图8)。 在步进电动机中,通过两种不同的方法解决了控制电流方向的问题。 基于线圈电流方向的磁场方向

 

基于线圈电流方向的磁场方向


    图8:基于线圈电流方向的磁场方向

 


       在单极步进电动机中,其中一根引线连接到线圈的中心点(请参见图9)。这允许使用相对简单的电路和组件来控制电流的方向。中央引线(A M )连接到输入电压V IN  (  见图8 )。如果MOSFET 1处于活动状态,则电流从A M流到A +。如果MOSFET 2处于活动状态,则电流从A M流出 到A-,在相反的方向上产生磁场。如上所述,这种方法可以简化驱动电路(仅需要两个半导体)

 

单极步进电机驱动电路


    图9:单极步进电机驱动电路

 


       在双极步进电机中,每个线圈只有两条引线可用,并且为了控制方向,必须使用H桥(请参见图10)。如图8所示,如果MOSFET 1和4处于活动状态,则电流从A +流向A-,而如果MOSFET 2和3处于活动状态,则电流从A-流向A +,在相反的方向上产生磁场。该解决方案需要更复杂的驱动电路

 

步进电机几种控制方式


图10:双极步进电机驱动电路

 


     随着技术的进步,单极性的优势变得越来越不重要,而双极性步进器目前最受欢迎。
 

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