摘要：对混合式步进电动机电流型驱动中的单管控制方式和双管控制方式加以分析比较，指出了两者的应用原则，实际对比证实了文中的分析。

    关键词：电流型驱动i单管控制l双管控制

    中图分类号；tm301.2    文献标识码：a    文章编号：1001-6848(2000)02-0015-03

    对混合式步进电动机的驱动控制主要体现为对其转矩矢量的控制，而绕组电流直接与转矩相关，因此可以说混合式步进电动机的驱动技术主要是电流的控制技术。电流型控制以其可靠性快速响应特性而获得广泛的应用，在步进电动机驱动领域，电流型驱动的步进电动机系统也已成为当今的主流。全h桥型主电路能方便地实现电流的双极性控制，因此电流型的混合式步进电动机系统中广泛采用了这种电路结构。这种电路结构在电流型控制的斩波关断期间有两种控制续流方式，即单管控制方式（仅关断开通对角线的上柝臂或下桥臂）和双管控制方式（同时关断开通对角线上的上、下桥臂）。本文对这两种续流方式加以分析，指出应用原则，实例验证了文中的分析。

    电流型驱动的（二相）混合式步进电动机系统结构及工作原理详见文[1]。为便于叙述，这里把有关电流回路示于图1。ml、m2、m3、m4为主功率开关，dl、d2、d3、d4为与之相关联（可以为外加的亦可为功率管体内复合）的续流二极管。l、r、越则分别表示相绕组的电感、电阻及旋转电压。图中回路示开关ml、m4开通，电源y加到绕组上的通路；回路①则由续流二极管d2、d3、绕组支路l、r、及电源v构成，表示当回路⑨中电流超过设定电流值时，ml、m4关断，绕组径d2、d3向电源y回馈能量，发生续流；回路②由d2、m4及绕组支路l、r、u构成，表示当回路③中电流超过设定值时，仅ml关断，绕组经d2、m4续流。

    容易得出回路①、②的回路方程分别为：

    由式(1)、(2)知，当考虑续流期间电流的交化规律时，需要考虑的因素有：电机自身的参数l、r、旋转电势系数点。（与相关）、续流方式、运行频率fm功放级电压y及斩波频率fpwm等。上述因素的不同组合决定了续流期间电流变化的规律，而不同的电流变化频率直接影响着系统的运行特性，主要是运行平稳性、效率、可靠性等。下面简述各因素对续流期间电流变化的影响：

    (1)绕组电感己电阻r对续流的影响

     

    当假定其它因素不变时，式(1)、(2)为一阶微分方程，其解的形式为：

    易知这是一种指数衰减变化规律，l越大，r越小，电流衰减越慢，反之，电流衰减速度越快。

    (2)续流方式对续流的影响

    当不考虑其它因素时，比较式(4)和(5)可看出双管控制方式续流的100小于单管控制方式时，则由式(3)知双管控制方式续流的电流衰减更快。因此，也有将双管控制方式称为快续流方式，而将单管控制方式称为慢续流方式的。

    (3)运行频率fcp对续流的影响

    运行频率fcp主要影响旋转电势大小。一般随运行频率升高，旋转电势幅值增大，但是由于步进电机低频运行时呈不连续的步进运行状态。因此其旋转电势波形较为复杂。但是从其包络上看，仍是正弦分布。在空载时旋转电势波形超前于外加电压或指令电流波形相角，且接近于2。随着负载增大逐渐减小。旋转电压u与外加电压（指令电流）相位示意图如图2所示。