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步进电机多级细分驱动方法研究
来源:宏伟发电机租凭    发布日期:2017-12-10    浏览:

 步进电机作为一种电磁机械装置,其进给分辨率取决于细分驱动技术。App细分驱动方式,由于编程的灵活性和通用性,使得步进细分驱动成本低、效率高,修改方案容易做到。同时解决了步进电机运行中的低频振动和噪声问题。然而,单App细分驱动的精度与速度之间会存在矛盾,步进次数越多,精度越高,但步进电机的转速会降低;为了提高旋转速度,必须减少细分的数量。因此,设计了一种多级细分驱动系统,通过不同的细分齿轮设置实现了异步数的细分,并保证了不同的转速。

1细分驱动原理
步进电机控制包括细分机构。如三相步进电机按a→b→c的顺序运行...交流、步进电机为全步进工作。a→AC→c→CB→b→ba→a...顺序,步进电机作半步工作。以a→b为例,如果每个相电流被视为矢量,则过渡矢量iab被插入ia和IB之间,因为电流矢量的合成方向确定步进电机的合成磁势的方向,并且合成磁势本身的旋转角度是步进电机的步进角度。显然,iab的插入改变了合成磁势的旋转幅度,使得步进电机的步进角度从。θb至0.5。θb,从而实现两步细分。因此,步进电机的细分原理是通过等角度规则地插入电流合成矢量来减小合成磁势的旋转角度,从而达到步进电机细分控制的目的。
通过在三相步进电机的a相和b相之间插入合成矢量ab来实现两步细分。为了实现四步细分,只需在a和ab之间插入三个矢量i1、I2、i3,合成磁势的转角θ1 =θ2 =θ3=θ4即可实现四步细分。但是,4步细分不同于2步细分。由于i1、I2和i33矢量的插入是电流矢量IB的分解,所以控制脉冲变成阶跃波。细分程度越高,阶跃波越复杂。
步进细分原理
三相步进电机在全过程工作时,实现两步细分合成磁势旋转的过程为ia→iab→IB;实现四步细分旋转的过程为ia→I2→iab…;8步细分的旋转过程为ia→i1→I2→i3→iab。可见,选择不同数量的细分步骤,将插入不同的当前合成矢量。
二级细分驱动系统的实现
2.1系统组成
该系统由主机、键盘输入系统、步进显示系统和步进控制系统组成。主机采用at89c51单片机,是一种低功耗的8位单片机。芯片中有4k字节的闪存可编程、可擦除和只读存储器。从而可以简化系统结构,满足系统数据存储空间的要求。主机从串行端口接收步进控制数据并对其进行处理以实现步进控制。键盘输入系统用于输入控制所需的细分齿轮。在系统设计中,考虑到随着细分的细化,如128步细分,步长角度足够小以满足各步的要求,因此以整数倍2为细分基准。步进显示系统通过液晶显示器显示当前细分齿轮和细分后的步进角度等参数。为了降低电路的复杂性,显示器上显示的最小单元被指定为0.01。步进控制系统由d /a转换部分和驱动系统组成。d / a转换部分包括3个DAC0830集成芯片和数据锁存系统。DAC0830具有8位的转换分辨率。该芯片与微处理器兼容,成本低,接口简单,易于转换控制。d /a转换部分的功能是将由二进制代码表示的阶跃波值转换成相应的电流值输出,该电流值输出由驱动系统放大以控制旋转

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