屈卫东  (西北工业大学  西安710072)

1引  言

    细分方法是步进电机的一种重要驱动技术，它在不改变电机内部参数、保持伺服系统结构简单、定位方便等特点的同时，显著改变了步进电机各种性能。本文采用正弦细分方式，在电机内建立均匀的圆形旋转磁场，各相绕组电流的合成矢量在空间作等幅旋转，转子跟随电流矢量，可停留于电流矢量所决定的任意位置上，通过控制电流合成矢量得到转子运动的速度及位置。

    在许多工业场合，即要求电机运动高速快捷，又要低速平稳，例如在机械加工中，需要低速进行切削工件，保证工件工艺要求，又要在其他方式中，提高速度满足工作效率。尽管交流伺服电机能够满足上述要求，但价格高，控制电路复杂，而步进电机成本低、工作可靠、控制简单，深得用户的欢迎，通常步进电机转动是步进的，转子转角θ与时间t的函数关系不是线性的，转子从一个平衡点到另一个平衡点时，转子转速θ在各点都不相同，有过冲和振荡。尤其是低速时，这种现象更为明显，解决方法之一是将一个步距角细分n微步，每一驱动脉冲电机走一微步，随着n的增加，过冲和振荡现象逐渐消失，电机转动完全均匀。文献2采用软硬件互补的方式，即在高频时采用硬件微步驱动系统，低频时用软件微步驱动提高运行平稳性。根据工作要求，由单片机控制电机在某种细分方式工作，但它没有考虑两段之间速度衔接的平稳性及调速范围。

2驱动电路

驱动电路主要是要兼顾电机的平稳性和快捷性，如图1所示，输出脉冲频率等于步进电机的****运行频率．f_D，用脉冲下沿触发可逆计数器4029到EPRoM的数据门，并且控制计数器的复位端。计数器起门限作用，当时钟脉冲超过nfD时，即电机处于临界失步状态，计数器输出关闭4029时钟输入开关，保持电机在****频率运行而不失步。逻辑分配电路控制各相绕组通电方式及开关时序，低速时用四相双四拍，高速用四相四拍控制。驱动放大包括三角波调制、比较、整形、放大和功率驱动部分。反馈部分包括电流检测、放大、电平移动和校正环节。

  驱动电路的特性：

 (1)采取再循环式斩波调整电路，提高了系统效率，电机发热降低。

 (2)双级斩波式驱动电路在任何时候都能精确控制绕组电流，使力矩输出增大，运行平稳。

(3)电机静止时，具有脉冲检测的自动旁流系统，可降低驱动电流，使功耗最小。

(4)具有力矩提升功能，可在加速临界点提高力矩。

 (5)自动抗振电路可监测振荡的临界点，并修正电流波形。

3结论

采用四相混合式步进电机作为转台的执行机构，转台与电机同轴联接，根据转台的实际工作要求，选择n=2⁶，用激光精密检测仪，记录电机三种转速的波动和电机的加减速。从图2可见．随转速降低，电机波动变小。图3表示电机加减速时，速度的衔接。整个电路简单明了，实用可靠。经现场检验，满足实际工作要求。

    参考文献

1  钟仁人．步距角任意细分的步进电动机电流波形的讨论．微特电机，1996(3)

2范正翘．单片机控制的步进电动机综合微步驱动系统．微特电机，1996(3)