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  • 产品名称:三相混合式多细分步进电机驱动器的设计方案

    产品类别:混合式步进电机

    产品简介:DSP输入信号征求步进脉冲信号CP、目标限度信号、脱机信号,过流爱戴信号。这几种信号均通过高速光耦接连到DSP的引脚上,此外又有细分步数及电流拣选信号。当脱机信号为有用时,

产品说明

  DSP输入信号征求步进脉冲信号CP、目标限度信号、脱机信号,过流爱戴信号。这几种信号均通过高速光耦接连到DSP的引脚上,此外又有细分步数及电流拣选信号。当脱机信号为有用时,驱动器输出到电机的电流被割断,电机转子处于自正在状况(脱机状况)。反应电畅通过DSP自带的的10 位模数转换器(AD)采样,反应的电畅通过肯定的算法后,由DSP自带的PWM口输出限度电机。

  以上剖释说明,对付三相永磁同步电机,当三相绕组输入相差 120的正弦电流时,因为正在内部出现圆形扭转磁场,电机的输出转矩为恒值。是以,将互换伺服限度道理行使到三相混淆式步进电机驱动体系中,输入的220V 互换,经整流后变为直流,再经脉宽调制工夫变为三道阶梯式正弦波形电流,它们按固准时序分裂流过三道绕组,通过改造驱动器输出正弦电流的频率来改造电机转速,输出的阶梯数确定了每步转过的角度,当角度越小的期间,其阶梯数就越众。当然,步进电机转动时,电机各相绕组的电感将酿成一个反向电动势,频率越高,反向电动势越大。正在它的功用下,电机随频率(或速率)的增大而相电流减小,从而导悉力矩低落。

  这种传输形式以模仿电压的幅值代外采样电流或者电压的巨细,其闭键用来采样a,b两相电流及母线电压检测,竣工电机电流限度以及过压、欠压、过流爱戴。驱动器通过采样电阻检测步进电机绕组的实质电流,与设定电流比拟较后通过滞环较量器调治器,调治器输出信号由20KHz 频率的三角波载波输出,酿成脉宽调制信号(PWM),通过功率驱动接口电道来限度大功率半导体器件的导通与闭断,使步进电机的绕组实质电流跟踪给定参考信号,按给定的正弦法则改变。

  三相混淆式步进电机寻常把三相绕组接连成星形或者三角形,遵从电道根本定理,三相电流之和为零。即IU+IV+IW =0 。因而大凡只需出现两相绕组的给定信号,第三相绕组的给定信号可由其它两相求得。同样,只需求对相应两相绕组的实质电流举办采样,第三相绕组的实质电流可遵照式求得。

  混淆式步进电机是指混淆了永磁式和响应式的便宜。三相混淆式步进电机的职责道理至极似乎于互换永磁同步伺服电机。其转子上所用永磁磁铁同样是具有高磁密特质的稀土永磁质料,因而正在转子上出现的感到电流对转子磁场的影响可纰漏不计。正在组织上,它相当于一种众极对数的互换永磁同步电机。因为输入是三相正弦电流,是以出现的空间磁场呈圆形分散,况且能够用永磁式同步电机的组织模子(图1)剖释三相混淆式步进电机的转矩特质。

  功率驱动电道的中心是功率模块(MOS管)。MOS管与电流追踪型PWM 输出之间务必通过专用高速光耦接连。遵照MOS管的过流值和电机峰值线电流来选用合意的MOS管。本安排中电机最大相电流为8.1A,该电流是相电流的有用值,峰值相电流为8.1* sqrt(2) = 11.312A 。其余,电机绕组正在三角形接法时,线DPDF文档知,其最大流值为30A,可是平常职责恳求合意的散热安排保障内部结温长期小于150摄氏度,是以要外加散热器并强制风冷,以保障MOS管平常职责。

  行为施行元件,是机电一体化的闭节产物之一,寻常行使正在各类自愿化限度体系中。跟着微电子和揣测机工夫的发扬,步进电机的需求量日新月异,正在各个邦民经济周围都有行使。与互换伺服电机及电机比拟,其优秀便宜即是价钱低廉,而且无积聚偏差。可是,步进电机运转存正在很众亏欠之处,如低频振荡、噪声大、离别率不上等,又主要限制了步进电机的行使领域。相对付其他的驱动形式,细分驱动形式不单能够减小步进电机的步距角,抬高离别率,况且能够节减或祛除低频振动,使电机运转尤其平定平均。

  实践注明了文中提到的驱动举措有着很强的适当性,能够适当大大都的三相混淆式不进机。特殊对三相绕组星形接法,低频时运转平定,无振荡,有用地强迫了振荡、噪声。况且正在驱动里内中还安排有众种爱戴驱动的电道,让总共驱动正在平和的情况下职责,云云能够使驱动的成效发扬到极限,牢靠性有了很大的抬高。

  为了避免正在限度流程中停电或者其它特殊道理掉电时形成亏损,利用带电RAM存储电机地方,保障来电后工件可不断结束加工。并口RAM比古代利用的E2ROM速率传输更疾更牢靠,可更有用的记实电机运转状况。

  步进电机的细分限度从性子上讲是通过对步进电机的定子绕组中电流的限度,使步进电机内部的合成磁场按某种恳求改变,从而竣工步进电机步距角的细分。寻常景况下,合成磁场矢量的幅值决心了电机扭转力矩的巨细,相邻两合成磁场矢量的之间的夹角巨细决心了步距角的巨细。正在电机内出现亲热平均的圆形扭转磁场,各相绕组的合成磁场矢量,这就需求正在各相绕相中通以正弦电流。

  U、V、W 为定子上的3 个线 个线。电机单相绕组通电的期间,稳态转矩能够外达为:T=f(i,theta) 。个中,i 为绕组中通过的电流;theta为电机转子偏离参考点的角度。

  现正在较量常用的步进电机征求响应式步进电机(vr)、永磁式步进电机(pm)、混淆式步进电机(hb)和单相式步进电机等。因为三相混淆式步进电机比二相步进电机有更好的低速平定性及输效能矩,因而三相混淆式步进电机比二相步进电机有更好行使前景。

  正在这里,咱们拣选了TI公司的DSP行为CPU芯片,DSP(Digital Signal Processor)是一种通过利用数学手法施行转换或提取新闻,来管制实际信号的举措,这些信号由数字序列呈现。本文选用的DSP(TMS320LF2407A)是一款电机限度专用芯片,144引脚,具有丰盛的IO资源,含有四个通用准时器,具有两道专用于限度三相电机的PWM爆发器,此外又有专用吸收外部脉冲和目标的I/O口。

  整流滤波电道组成直流电压源,结束220V、50Hz 互换电源到直流电源的变换。逆变器竣工从直流电到变频变压互换电的转换,为三相混淆式步进电机的定子绕组供给恳求的互换电流。逆变器由六只G30N60B3DMOS管构成,组成三相逆变桥。

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