[实用新型]一种步进电机驱动装置

说明书

本实用新型涉及一种步进电机驱动装置，包括:步进电机和驱动器，所述驱动器安装在步进电机尾部，所述步进电机侧壁中线处固定设有磁铁，所述磁铁位于步进电机侧壁尾部边缘，所述驱动器内设有用于感应磁铁的角度传感器,步进电机靠近尾部的侧壁上连接有电机线，电机线与驱动器相连。其方法为：选取固定步进电机后，将驱动器驱动参数调到与步进电机相匹配，然后根据所选步进电机，在不同转速下调节驱动器输出对应不同的电流，使得驱动器的电流与步进电机的转速相匹配，最终实现一种参数的步进电机对应匹配一种电流下的驱动器。本实用新型与现有技术相比优点在于：结构合理，尺寸一体，编码器和驱动电机参数一体。

技术领域

本实用新型涉及电机驱动器技术领域，特别涉及一种步进电机驱动装置。

背景技术

步进电机的驱动：是靠给步进电机的各相绕组以某种逻辑通以电流,实现步进电机内部磁场合成方向的变化来使步进电机转动的。各相绕组电流通电逻辑变化一次，电机前进一个步距角。

步进电机驱动方式分为电压驱动和恒流驱动，电压驱动分为单电压恒压驱动和高低压驱动，单电压进行驱动是指在在步进电机进行绕组工作过程当中，用一个方向通过开启三极管之后，供电电压来对绕组进行供电，关断三极管绕组通过二极管卸放电路将绕组电流变为零，实现一个绕组的充电和放电。多个绕组进行一定逻辑进行提供电压，实现绕组电流变换。每个绕组通电变化一次，步进电机走一个步距角。该种方式是一种比较古老的电机驱动方式，现在基本不用了。

优点：电路简单，元件少、控制也简单，实现起来的话比较之简单方便；

缺点：必须提供足够大的电流的三极管来进行开关处理，步进电机的运转速度比较低速，电机震动比较大，发热大。

高低压驱动为了使通电时绕组能迅速到达设定电流，关断时绕组电流迅速衰减为零，同时又具有较高的效率，出现了高低压驱动方式。高低压驱动的原理是，在电机运动到整步的时候使用高压控制，在运动到半步的时候使用低压控制，停止时也是使用低压来控制。

优点：高低压控制在一点程度上改善了震动和噪音，第一次提出细分控制步进电机的概念，同时也提出了停止时电流减半的工作模式。

缺点：电路相对恒电压驱动复杂，对三极管高频特性要求提高，电机低速仍然震动比较大，发热仍然比较大，现在基本上不使用这种驱动模式。

注：细分就是将一个线圈的充电和放电过程，分步实现，多少细分即表示为多少步。

恒流驱动分为模拟技术的恒流斩波及细分和数字技术恒流，电压驱动的改进目的，就是将绕组的电流在开启和关断的过程尽量平滑，从而减少噪音。为了电流平滑，初步采用了细分方法。

步进电机有一个相电流参数，恒流驱动原理就是在电机绕组打开电流(充电)和关闭电流放电的过程中，在对应的时刻，给线圈一个对应的恒流。

细分技术原理，为了减小绕组在充电和放电过程中电流不平滑，将绕组充电和放电过程分成几步来完成。步进电机在两个线圈都有一定电流的情况下，电机轴能按两个电流矢量停在一个步距角中间某个位置，理论上说，细分技术细分为N之后，步进电机能实现N等分步距角位置。

注：步进电机驱动，将一个外部输入脉冲的频率对应步距角细分之后的一步、脉冲个数对应细分之后转动角度对应起来。

模拟电路的恒流斩波及细分称：恒流斩波，是当前市场主流技术。在国内外绝大多数的用户通过这种方法自制步进电机驱动器用于产品上，或者由专门的步进电机驱动厂家将这个功能做成一个相对通用的模块提供给企业使用在产品上。几乎国外有名气的芯片厂家，都有这种技术的集成芯片，比如TI，ST，东芝， micochip、Allegro等等，国内有近几年开始有类似的集成芯片厂家，如中科微。