高壓型兩相混合式步進電機驅(qū)動器設計.pdf

1、經(jīng)過多年發(fā)展，步進電動機形成了控制簡單、可在較大頻率范圍內(nèi)通過脈沖控制實現(xiàn)調(diào)速和啟停、組成開環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)成本低且可靠等優(yōu)點，在眾多控制領(lǐng)域應用越來越廣泛。
　　步進電動機與其他電機不同，不能通過交流電源直接驅(qū)動，必須通過專門的驅(qū)動器來構(gòu)架驅(qū)動系統(tǒng)才能工作。由于制造工藝的限制，步進電機步距角不能做到足夠小。為了改善這種狀況，提高分辨率，本文采用了細分驅(qū)動技術(shù)。
　　本文設計的是一款基于AT89C2051單片機的高壓型兩相混合步進

2、電機驅(qū)動器。傳統(tǒng)兩相混合式步進電機驅(qū)動器的工作電壓輸入一般為20-50V，在這種情況下下，輸出的功率和力矩在一些工控場所有所不足。本設計對驅(qū)動器的電源電路和逆變橋等電路設計進行了改造和優(yōu)化，把輸入電壓范圍提升為24-110V，從而來得到更高的輸出轉(zhuǎn)矩。
　　在驅(qū)動技術(shù)確定方面，本文對兩相混合式步進電機工作原理和內(nèi)部磁場數(shù)學模型進行了解析；通過分析比較各類驅(qū)動技術(shù)，采用了PWM恒頻恒流斬波與可變細分相結(jié)合的控制技術(shù)，即用相繞組反饋電

3、流和給定電流的差值信號經(jīng)過三角波進行調(diào)制得到的PWM脈沖實現(xiàn)繞組電流細化控制。
　　在具體實現(xiàn)方面，本系統(tǒng)設計主要分硬件電路實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)兩大模塊。在硬件實現(xiàn)方面，主要包括了開關(guān)電源設計、AT89C2051外圍控制電路設計、給定信號電路設計、電流檢測電路設計，以及由IR2103和IRF640構(gòu)成的驅(qū)動電路設計等各類設計；在軟件設計方面主要完成主程序、中斷細分程序的設計。
　　最后，對驅(qū)動器運行穩(wěn)定性和運行精度等性能指標進行了