[其他]节能式步进电机驱动线路

说明书

一种步进电机的驱动线路，可用于各种类型步进电动机的驱动。

目前步进电机采用的驱动线路，如图1所示，以三相步进电动机为例。图中〔1〕为环形分配器，L_A，L_B，L_C为步进电机的绕组线圈，R_A，R_B，R_C为限流电阻，B_G1，B_G2，B_G3为功率晶体管。

从附图-1中可见，步进电动机的绕组线圈中都串接有电阻R_A，R_B，R_C。这类电机的相电压大多为30V或24V，步进电机工作时，大部分电能在绕组线圈回路中的电阻上转化成热能而损耗掉。绕组线圈上的电压降较小，限流电阻上的电压降很大，因此，步进电机驱动电源的60～80%的电能在限流电阻R_A，R_B，R_C上损耗掉，浪费了大量电能。另一方面，目前三相步进电动机绕组电流的相位如附图-2中a所示，各相差120°，步进电机的最大静转矩如 图-2中b所示，M_m＝M_A＝M_B＝M_C。

本发明提供出一种新型的节能式步进电机驱动线路，比原有驱动线路消耗的电源功率少四分之一左右，即电能消耗只有原来电源的60～80%，而三相步进电机最大静转矩可提高到原有电源的170%～200%。这一驱动线路可用于各类步进电机的驱动，大大节省了电能，减少了步进电机驱动电源的体积和重量。

本发明的步进电机驱动线路由若干个三端可调稳压块和加速电容，电子开关，以及一个环形时序分配器组成。本发明的特征在于：

1、取消了步进电机绕组线圈回路中的电阻，使步进电机的相电压由30～24V减少到7V左右，取消了作为开关元件的功率晶体管，而以三端可调稳压块代替。

2、采用加速电容，使频率响应快，在相电压降低到7V时保证步进电机的响应频率不下降。

3、对于三相步进电机，通过环形时序分配器，使三相步进电机绕组线圈内的相电流轮流反向导通，使合成后的最大电流I_m由I_A增大到3]]>I_A，因而使步进电机的最大静转矩M_m由M_A增加到3]]>M_A左右，提高静转矩的基本原理是改变步进电机绕组线圈电流的相位，在不增加线圈电流的情况下使合成电流值增大，从而使静转矩增加。图-2是其原理图。现有驱动电源的最大合成电流I_m为I_C和I_A的合成，由于相位相差120°，所以I_m＝I_A＝I_C，静转矩M_m＝M_A＝M_C。如果使I_C反向导通，则两组线圈电流的相位角相差60°，合成后的最大电流I_m＝3]]>I_A＝3]]>I_C，使静转矩M_m＝3]]>M_A＝3]]>M_C，即为原来的170%，如果同时使I_B也导通，则I_A，I_n和反向的I_C三相电流的合成I_m＝2I_A＝2I_B＝2I_C，静转矩M_m＝2M_A，即为原来的200%。这一原理同样可用于四相步进电机等，使绕组的合成电流增大，从而增大了步进电机的静转矩。