机械5

摘要 步进电机又称脉冲电机，由于不需要位置传感器或速度传感器即可在开环状态定位或同步运行，这有利于装置或设备的小型化和低成本，因而在众多的领域得到广泛的应用。随着电子技术、控制技术和新磁材料的发展和步进电机理论和工艺的日臻完善，步进电机的应用技术也越来越成熟。 细分驱动技术是一种有效改善步进电机低频特性和提高步进精度的驱动技术。它在不改变电机本体结构的前提下，使步进电机的分辨率得到提高，而且可以减轻系统振荡，提高电机矩频特性等优点，使其在步进电机驱动技术中具有很大的发展前景。广泛应用于对工况要求较高的场合，尤其在一些要求高精度、低噪音、低振动的数控应用中，细分驱动成为步进电机驱动的首选驱动技术。本文在对三相反应式步进电机的细分驱动技术进行系统学习的基础上，设计了三相反应式步进电机的细分驱动器，并对步距角细分精度进行了初步分析。 本文在分析三相反应式步进电机细分驱动原理的基础上，对步进电机的驱动技术作了概述，并采用了单片机与恒流斩波驱动技术相结合的方法实现了三相反应式步进电机的细分驱动，以简化硬件电路，实现各种复杂的控制。利用单片机具有很强的数字信号处理能力，方便地实现步进电机的步进脉冲控制、加减速控制、正反转控制及可变细分控制，而恒流斩波驱动技术极大地改善了电流波形、采用能量反愧提高了电源效率，从而改善了步进电机的矩频特性。 目录 引言1 1步进电机驱动技术2 1.1步进电机细分驱动技术必要性2 1.2步进电机细分驱动的研究现状2 1.3三相反应式步进电机细分驱动的基本原理3 1.4步进电机驱动技术4 1.4.1晶体管单电压驱动5 1.4.2高低压供电驱动5 1.4.3恒流斩波驱动5 1.4.4步进电机细分驱动6 2细分驱动系统的总体方案设计9 2.1总体方案设计9 2.2方案设计比较及确定9 3细分驱动器硬件设计12 3.1电路整体设计12 3.2各功能模块电路12 3.2.1单片机控制电路12 3.2.2 D/A转换电路13 3.2.3恒流斩波驱动电路15 3.2.4电源电路16 3.3硬件电路抗干扰设计18 3.3.1元器件布局18 3.3.2电路板布线19 4细分驱动器软件设计20 4.1概述20 4.2细分驱动程序设计20 4.2.1主程序设计20 4.2.2延时程序设计23 4.2.3正反转控制程序设计23 4.3硬件电路调试27 4.3.1电机转子抖动问题27 4.3.2相电压不准问题27 4.3.3功率驱动管的发热问题27 5步距角测试装置及其细分精度测试数据分析29 5.1步进电机测试技术29 5.2步进电机细分驱动步距角测量与修正技术29 5.3步距角测试装置设计及测试数据分析30 5.3.1步距角测试装置设计30 5.3.2测试数据与分析31 6结论32 谢辞34 参考文献35