二相混合式步进电机微步驱动技术的研究与实现

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步进电机是一种将电脉冲信号转换成响应为角位移或线位移的机电元件,在机电一体化等领域里具有广阔的应用前景。步进电动机的性能主要取决于其驱动方法。本文研究并设计了二相混合式步进电动机的微步驱动与控制系统,该系统通过对电机步距角的细分改善了系统性能,仿真与实验证明了其可行性。本文首先研究了二相混合式步进电动机的工作原理以及其磁网络模型,推导了步进电机的动态方程,并选定适合微步驱动的电流波形为正余弦波。研究表明微步驱动技术可以精确的控制绕组电流,使电动机获得良好的矩频特性,有效的抑制低频振荡。在驱动电路控制方法中,本文选用恒频脉宽调制型的微步驱动方案。完成了对二相混合式步进电动机微步驱动系统主电路及控制电路的具体设计,实现了恒频斩波、信号检测、环形分配、微步信号的产生等功能,并搭制了实验电路进行实验验证。最后,对恒频脉宽调制型微步驱动中的控制方式进行分析,并且研究了死区效应的影响,提出了死区设定的方法,该方法能够在一定程度上减小死区效应的影响。
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