程控步進電動機驅動
裝置的研制
宋小茜(上海．電機技術研究所)
步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移的數字執行元件，具有精度高、慣性小、可靠性強的特點，與其它類型的電動機比較，更適宜采用微處理器控制。因此在數字控制領域．如數控機床、機械手、繪圖儀、雷達、火炮發射臺等對轉速變化、方向變化及定位有要求的場合獲得廣泛應用。
本文根據我所研制成功的生產盤式電機專用設備——盤卷式電機定、轉子沖床中
所應用的步進補償裝置的研制，對采用zp一80單板機實現步進電動機的控制作一介紹。
l 盤卷式電機定轉子沖床的步進補償
盤卷式電機定、轉子沖床運行過程基本原理如圖1所示。圖中1為規格化的硅鋼帶料,2為沖制槽型的沖頭，3為盤卷著的定子或轉子．d為沖制帶料的起點，運行方向如圖中箭頭所示。
沖制過程：當沖頭每沖落一下．帶料運行走過l距離相應的轉軸3轉過妒角度．其對應弧長z應滿足關系式
由于每沖制一周(360。)所形成的并不是一個標準的圓．而是以螺旋方式纏繞的近似圓．因此沖槽在一圓周內的分布不是周等分,而需要對每沖一下進行適度補償；另外，隨著纏繞圈數增加．相應的半徑凡也增加．每沖制一步所走過的弧長即帶料送進的長度亦相應改變。為了使其符合一定的函數規律．需作相應的補償。這可通過編制軟件．命令步進電機按軟件指令來修正步長，或改變步進電機的運行方向．從而帶動補償執行機構．完成補償過程。
2硬件和軟件
本系統采用tp一801型單板機附加硬件，控制五相步進電動機。單板機具有可編程功能．在硬件上可省去環形分配電路．使結構更為簡便，系統如圖2所示。利用單板機上可編程并行接口p10，經光電偶合電路．給功率驅動器發出一定規律的環形分配脈沖．控制步進電動機接序步進。
pio的a口有八位輸入、輸出口．其中pa0～pa4設定為輸出控制．分別控制五相步進電動機的每一相．pa5、pa6、pa7設置為輸入方式．分別定義為起動信號．停止信號、正／反轉信號．由行程開關接通發生高電平有效。當單板機接受到pa5高電平信號向即響應中斷,轉向執行中斷服務予程序即起動程序。
單板機光電偶合功率驅動步進電機在開始執行起動程序時單板機首先要判斷步進電動機的轉向．即采樣pa7口．然后將計算好的步距數送粥寄存器，該步距數決定要補償量的大小。
步進電動機的脈沖分配采用五相十拍方式,各相繞組導電次序為：a—ab—b一bc一c—cd—d一de—e一ea．其真值表如附表所示。軟件按真值表排列成表格．設定變址寄存器1y作為表格指針．周而復始地移動指針，再利用out指令輸出當前指針內容．直至步距數減至零．步進電動機即轉動了相應的步距．軟件流程圖如圖3所示。
步進電動機的運行速度是通過軟件實現的．修改延時子程序的延遲時間常數．就可改變電機的運行速度。正反轉狀態既可通過軟件設定．也可由外部行程無關按通與否來控制。軟件中未安排加、減速運行程序．是因為每沖制一槽的補償量即所要轉過llj0角度不大的緣故,在有必要令快速回車．或其它應用場合,則可在軟件中增加加速、減速運行程序,而不要作任何硬件上的改動。
3 功放驅動電路的改進
******的功放驅動電路如圖4所示.
步進電動機為90bf002．其每相靜態電流為7a,電壓為80v．線固電阻為0．218q,
線圈電感為4mh。
當晶體管t觸發導通時，(見圖1)．為滿足靜態電流7a,電阻r應為
對功放驅動電路來說．步進電動機是一感性負載,其繞組中電流不能突變．而是按如 |
