兰州交通大学：《机电传动控制》课程教学资源（课件讲稿，打印版）第十一章 步进电动机控制系统

第11章步进电动机的驱动电源 驱动电源的组成 功率放大器 步进脉冲 脉 功放电路 f B 分 功放电路 三相步 负载 方向信号 c 器 功放电路 电机 分配器电源 : 功率电 源 脉冲分配器+功率放大电路

1.脉冲分配器 当方向电平为低时，脉冲 当方向电平为高时小脉 分配器的输出按A-B-C的顺序 冲分配器的输出按A-CB的顺 循环产生脉冲。 序循环产生脉冲。。 f几几几几 f几几 A A□ B c几 B 2.功率放大器 将脉冲分配器的输出信号进行电流放大后给电动机的定子绕组 电，使电动机的转子产生输出转矩

11.1步进电动机的脉冲分配器 步进电动机的脉冲分配器可由硬件或软件方法来实现 硬件环形分配器：由计数器等数字电路组成的。有较好的响应 速度，且具有直观、维护方便等优点。 软件环分：由计算机接口电路和相应的软件组成的。受到微型 计算机运算速度的限制，有时难以满足高速实时控制的要求。 1.硬件环形分配器

B相 中中 + &&「 && w. 、Q

控制信号状态 输出状态 序号 导电绕组 CA CB]CC QA QB Qc 0 110 100 010 110 AB 2 011 010 001 011 101 001 100 101 : 6 110 100

2.软件环形分配 7 软件环分的方法是利用计算机程序来设定硬件接口的位状态 从而产生一定的脉冲分配输出。 1)输出接口 输出接口是将计算机的输出端与步进电动机的每相绕组 应起来。 8031单片机本身包含4 个8位I/0端口，分别为P0、 P1、P2、P3。 8031 P1.0 A 若要实现三相步进电动机 的脉冲分配，需要三根输出口 P1.1 动 线，本例中选P1口的P1.0、 P1.2 C P1.1、P1.2位作为脉冲分配的 输出

2)输出模型 如果三相步进电动机按单、双拍通电方式工作，即 正转：A-AB-B-BC-C-CA 反转：A-AC-C-CB-B-BC 根据8031单片机的基本原理，对P1.0PP1.2位编程使其 按表规定改变输出状态就实现了三相六拍分配任务。 P1.7P1.6P1.5P1.4 P1.3 P1.2P1.1P1.0 通电 相 X X X X 0 01 X 0 1 0 X 0 : 0 CA

P1输送的内容依次为： 3)控制程序 01H A 按正转和反转的要求将输出模 03H AB 型向P1口发送，并控制步进电动机 的速度。 正 02H 反 B 06H转BC 设输出模型存放在存储器中，首 地址为2000H,地址指针为DPR,初始值 04H 为2000H。 05H CA 输出模型

初始化 正转 (DPR)→PI (DPR)→P1 调用延时子程序 调用延时子程序 (DPR)-05H (DPR-01H DPR-S→DPRDPR+I→DPR DPR+5→DPR DPR-I-DPR

11.2步进电动机的功率放大电路 步进电动机的功率放大电路实际上是一种脉冲放大电路使脉 冲具有一定的功率驱动能力。 由于功率放大器的输出直接驱动电动机绕组，因此，功率放大 电路的性能对步进电动机的运行性能影响很大。 1.单电压驱动电路 L一是电动机绕组 +U9 VT一开关晶体管 电阻R两端并联电容C,使电流上升更快 00 所以，电容C又称为加速电容。 二极管V在晶体管VT截止时起续流和保护 作用，串联电阻使电流下降更快，从而使绕 组电流波形后沿变陡