[實用新型]一種步進電機驅(qū)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822103748.0
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN209516853U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳青松;劉雪梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京七特科技有限公司
• 主分類號: H02K11/33
• 分類號: H02K11/33;H02K11/21;H02P8/00
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 王勇

本實用新型涉及一種步進電機驅(qū)動裝置，包括:步進電機和驅(qū)動器，所述驅(qū)動器安裝在步進電機尾部，所述步進電機側(cè)壁中線處固定設(shè)有磁鐵，所述磁鐵位于步進電機側(cè)壁尾部邊緣，所述驅(qū)動器內(nèi)設(shè)有用于感應(yīng)磁鐵的角度傳感器,步進電機靠近尾部的側(cè)壁上連接有電機線，電機線與驅(qū)動器相連。其方法為：選取固定步進電機后，將驅(qū)動器驅(qū)動參數(shù)調(diào)到與步進電機相匹配，然后根據(jù)所選步進電機，在不同轉(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)驅(qū)動器輸出對應(yīng)不同的電流，使得驅(qū)動器的電流與步進電機的轉(zhuǎn)速相匹配，最終實現(xiàn)一種參數(shù)的步進電機對應(yīng)匹配一種電流下的驅(qū)動器。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)合理，尺寸一體，編碼器和驅(qū)動電機參數(shù)一體。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電機驅(qū)動器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種步進電機驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

步進電機的驅(qū)動：是靠給步進電機的各相繞組以某種邏輯通以電流,實現(xiàn)步進電機內(nèi)部磁場合成方向的變化來使步進電機轉(zhuǎn)動的。各相繞組電流通電邏輯變化一次，電機前進一個步距角。

步進電機驅(qū)動方式分為電壓驅(qū)動和恒流驅(qū)動，電壓驅(qū)動分為單電壓恒壓驅(qū)動和高低壓驅(qū)動，單電壓進行驅(qū)動是指在在步進電機進行繞組工作過程當中，用一個方向通過開啟三極管之后，供電電壓來對繞組進行供電，關(guān)斷三極管繞組通過二極管卸放電路將繞組電流變?yōu)榱悖瑢崿F(xiàn)一個繞組的充電和放電。多個繞組進行一定邏輯進行提供電壓，實現(xiàn)繞組電流變換。每個繞組通電變化一次，步進電機走一個步距角。該種方式是一種比較古老的電機驅(qū)動方式，現(xiàn)在基本不用了。

優(yōu)點：電路簡單，元件少、控制也簡單，實現(xiàn)起來的話比較之簡單方便；

缺點：必須提供足夠大的電流的三極管來進行開關(guān)處理，步進電機的運轉(zhuǎn)速度比較低速，電機震動比較大，發(fā)熱大。

高低壓驅(qū)動為了使通電時繞組能迅速到達設(shè)定電流，關(guān)斷時繞組電流迅速衰減為零，同時又具有較高的效率，出現(xiàn)了高低壓驅(qū)動方式。高低壓驅(qū)動的原理是，在電機運動到整步的時候使用高壓控制，在運動到半步的時候使用低壓控制，停止時也是使用低壓來控制。

優(yōu)點：高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音，第一次提出細分控制步進電機的概念，同時也提出了停止時電流減半的工作模式。

缺點：電路相對恒電壓驅(qū)動復雜，對三極管高頻特性要求提高，電機低速仍然震動比較大，發(fā)熱仍然比較大，現(xiàn)在基本上不使用這種驅(qū)動模式。

注：細分就是將一個線圈的充電和放電過程，分步實現(xiàn)，多少細分即表示為多少步。

恒流驅(qū)動分為模擬技術(shù)的恒流斬波及細分和數(shù)字技術(shù)恒流，電壓驅(qū)動的改進目的，就是將繞組的電流在開啟和關(guān)斷的過程盡量平滑，從而減少噪音。為了電流平滑，初步采用了細分方法。

步進電機有一個相電流參數(shù)，恒流驅(qū)動原理就是在電機繞組打開電流(充電)和關(guān)閉電流放電的過程中，在對應(yīng)的時刻，給線圈一個對應(yīng)的恒流。

細分技術(shù)原理，為了減小繞組在充電和放電過程中電流不平滑，將繞組充電和放電過程分成幾步來完成。步進電機在兩個線圈都有一定電流的情況下，電機軸能按兩個電流矢量停在一個步距角中間某個位置，理論上說，細分技術(shù)細分為N之后，步進電機能實現(xiàn)N等分步距角位置。

注：步進電機驅(qū)動，將一個外部輸入脈沖的頻率對應(yīng)步距角細分之后的一步、脈沖個數(shù)對應(yīng)細分之后轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)起來。

模擬電路的恒流斬波及細分稱：恒流斬波，是當前市場主流技術(shù)。在國內(nèi)外絕大多數(shù)的用戶通過這種方法自制步進電機驅(qū)動器用于產(chǎn)品上，或者由專門的步進電機驅(qū)動廠家將這個功能做成一個相對通用的模塊提供給企業(yè)使用在產(chǎn)品上。幾乎國外有名氣的芯片廠家，都有這種技術(shù)的集成芯片，比如TI，ST，東芝， micochip、Allegro等等，國內(nèi)有近幾年開始有類似的集成芯片廠家，如中科微。