三相混合式步进电机驱动器控制回路部分铜陵

三相混合式步进电机驱动器控制回路部分

三相混合式步进电机驱动器控制回路部分 2012： 驱动器的控制回路部分主要包括电流指令发生器、电流闭环控制器以及故障保护电路三部分。电流指令发生器的输入信号包括脉冲输入信号SP、正反转控制信号U／D使能控制信号EN和细分控制信号MIC。另外还有步数选择丌关和相电流幅值选择丌关，其中，脉冲输入信号可以由CNC系统或其他控制系统给出，接U采用RS422差动输入方式，这具有传输距离远、抗干扰能力强的优点。电流指令发生器结构图如图2所示。 实际运行中，当三相正弦电流流过步进电动机绕组时，若对正弦电流进行正弦量化控制(如图3所示)，则函数的每一阶梯与电机的每一步相对应，电机每转的步数就由每一个周期正弦电流的阶梯数和电机的磁极对数决定。虽然从理论上来说电机每一转的步数可以做得比较高，但考虑到实际应用的情况，系统选择了10倍细分功能。步数选择用波段开关设置，通过和细分控制信号的配合，可设置步进电动机的每转步数为200、300、600(无细分)、2000、3000、6000(细分)。相电流选择控制也由波段丌关设置，它可以调整步进电动机相电流设置值在1／4～1倍额定电流之间变化。循环计数器采用可编程逻辑器件GAL，两片EPROM中存放了产生各相电流的正弦量化数据。D／A转换采用并行输入8位精度的AD7524。 1总电流控制原理 电流控制环节是三相混合式步进电动机恒总流驱动器的关键技术之一，它对步进电机的运行特性及驱动器的可靠性有显著影响。其分为三个部分，第一部分总电流检测部分：图4中R。为串在主回路的检测电阻I0为总电流，VS=RS*I0为检测电阻上的压降，反映总电流的大小。第二部分为低通滤波部分，RT，CT为滤波电阻和电容，V1=V ref是与额定总电流对应的基准电压。第三部分是三相混合式步进电动机恒总流驱动器电流控制环节。V1为VS经滤波后的电压信号。V1>Vref时，总电流超过限定值，比较器输出低电甲，立刻对D触发器清零，使D触发器输出Q=0，关断所有一卜桥功率管，使绕组电流减小。当V1<Vref时，比较器输出高电甲。当恒频同步脉冲上升沿到来时，使D触发器的输出Q等于环形分配器产生的逻辑信号。脉冲发生器产生脉冲信号，接到D触发器的clock端，用这一脉冲信号检测电流反馈信号和环分信号，使触发器的输出Q为一卜桥环分信号K，用Q去控制一卜桥臂功率管的导通和关断，每来一个脉冲检测一次，实质上这是一种恒频逐个脉冲比较的定电流控制电路。 输入到功放桥的总线电流是相电流的合成，在电机的每次状态转换以及在某一状态时的斩波导通和斩波关断过稗中，取样电阻上的取样电压都实时在检测总线电流，当取样电压大于参考电压时，电流反馈信号会关断所有。卜桥臂功率管，这时就会有绕组续流发生，续流电流与相电压方m相反，绕组电感储能m其余绕组回路和电源释放。这意味着总线提供电流减少。当总线电流减小到一定稗度，使得取样电阻上的取样电压小于参考电压时，电流反馈信号会使下桥臂的功率管重新开通，电源电压提供的电流增加，总线电流又开始增加，而后重复上述过程。这样总线电流在电机运行过程中基本保持恒定。 2电流闭环控制 电流闭环控制部分采用模拟运算放大器构成比例调节器(P方式)。调节器输出信号和三角载波信号比较，生成驱动功率器件开通关断的SPWM信号，功率器件的开关频率为15kHz。

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