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    怎么看驅動步進電機電路控制器的控制原理圖?

    發表時間:2022-05-30 17:48【 閱讀量:-查看手機網址
    掃一掃!怎么看驅動步進電機電路控制器的控制原理圖?掃一掃!

     步進電機有多種版本和尺寸,具有多種工作電壓。這種通用控制器的優點是可以在大約5 V到18 V的寬工作電壓范圍內使用。它可以以等于電源電壓一半的峰值電壓驅動電機,因此可以輕松地處理專為2.5 V和9 V之間的電壓設計的步進電機。


     該電路還可以提供高達3.5 A的電機電流,這意味著它可以用來驅動相對較大的電機。該電路還具有短路保護功能,并具有內置的過溫保護功能。驅動步進電機需要兩個信號。從邏輯上講,它們構成了格雷碼,也就是說它們是兩個頻率相同但相位差恒定為90度的方波信號。


     IC1產生一個方波信號,其頻率可以使用電位計P1進行設置。該頻率決定了步進電機的轉速。格雷碼由4017形式的十進制計數器生成。計數器的輸出Q0-Q9響應時鐘信號的上升沿連續變高。格雷碼可以通過使用兩個OR門從輸出生成,這里使用兩個二極管和一個電阻器形成每個門,以產生I和Q信號。


     這里的“I”代表“同相”,“Q”代表“正交”,這意味著它與I信號有90度的相位偏移。通常的做法是使用一對用于每個繞組的推挽電路來驅動步進電機的繞組,這被稱為“H橋”。這使得可以反轉通過每個繞組的電流方向,這對于雙極電機(其繞組沒有中心抽頭)的正常運行是必要的。


     當然,它也可以用來正確驅動單極電機(帶有中心抽頭繞組)。在這里,我們決定使用音頻放大器IC(TDA2030型),而不是使用這種推挽電路,盡管這聽起來有點奇怪。從功能上講,TDA2030實際上是一種功率運算放大器。它在輸入端有一個差分放大器,在輸出端有一個推挽驅動級。

    步進電機電路控制圖

     IC3、IC4和IC5都是這種類型(價格經濟)。這里IC3和IC4作為比較器接線。它們的非反相輸入由前面提到的I和Q信號驅動,反相輸入設置為等于電源電壓一半的電位。該潛力由第三個TDA2030提供。因此,IC3和IC4的輸出跟蹤它們的非反相輸入,并且它們中的每一個都驅動一個電機繞組。


     繞組的另一端依次連接到由IC5提供的一半電源電壓。由于每個繞組的一端連接到在0 V和接近電源電壓的電位之間交替的方波信號,而另一端處于電源電壓的一半,因此始終施加等于電源電壓一半的電壓到每個繞組,但它的極性會根據I和Q信號的狀態交替變化。


     這正是我們想要驅動雙極步進電機的原因。使用電位計P1可以改變轉速,但每種電機的實際速度不同,因為它取決于每轉的步數。原型中使用的電機每步前進約9°,其速度可在每轉約2至10秒的范圍內進行調整。


     原則上可以通過調節C1的值來獲得任何所需的速度,只要電機可以處理即可。通過減小電阻R5的阻值可以增加P1的調節范圍。調整范圍為1:(1000+R5)/R5,其中R5以k為單位。如果通過從電路中移除電源電壓來關閉步進電機,則電機可能會繼續轉動一定量,因為它自身的慣性或電機上的機械負載(飛輪效應)。


     當電路首次通電時,電機的位置也可能與I和Q信號的狀態不一致。因此,電機在啟動時有時會“混亂”,結果是在開始沿驅動信號定義的方向移動之前,它會朝錯誤的方向邁出一步。這些影響可以通過添加可選開關S1和1-k電阻器來避免,然后可用于啟動和停止電機。當S1閉合時,時鐘信號停止,但IC2在那一刻保持其輸出電平,因此通過電機繞組的連續電流將轉子磁性“鎖定”到位。


     TDA2030具有內部過溫保護,因此如果IC過熱,輸出電流會自動降低。因此,在使用功率相對較大的電機時,建議將IC3、IC4和IC5安裝到散熱器(可能是共用散熱器)上。TO220外殼的接線片與負電源電壓引腳電連接,因此IC可以連接到共享散熱器,而無需使用絕緣墊圈。

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