混合式步進電機spwm微步驅動技術的研究
林 波，李興根
(浙江大學，浙江杭州 310027)
摘要：提出軟硬件結合的數字模擬控制技術實現電流追蹤型混合式步進電機spwm微步驅動，使混合式步進電機各相電流接近正弦波，以得到準同步交流電動機的圓形旋轉磁場，大大削除了步進工況，同時使該驅動電源能運
用于數字伺服調速系統，
關鍵詞：spwm步進電機、微步驅動
中圖分類號；tm301.2 文獻標識碼：a 文章編號：1001-6848(2000)03-0016-03
1引 言
步進電機在工業控制的各方面應用十分廣泛，其主要優點是開環運行的機制獲得了接近閉環的良好性能。但在控制要求高的場合卻只能用帶位置閉環的直流電機，系統成本大大增加。
理論上，只要將一個整步無限細分便可看作是連續運行。實際上受元器件的限制，雖不能完全連續運行，當微步數足夠大時，便能滿足精度要求。本文實現的微步驅動方法具育簡潔、可變、普適性及推廣的價值。
2原理
以二相混合式步進電機為例，先介紹轉矩表達式和圓形旋轉磁場的形式。
如果忽略渦流和飽和效應等其他非線性因素，其力矩方程為。
為進行細分，可令相電流為。
j為額定電流，口為時間函數，其值為所要求的步進位置。空載時，轉子的平衡位置決定，可見平衡位置移動了a角，也就是需要的角位移。
兩相對稱繞組通入兩相對稱電流就能產生圓形旋轉磁場，這是因為由電流產生的磁密相量為：
a相和b相的磁密矢量和長度在整個時域內，且其方向是隨時間的變化在空間進行旋轉。
3系 統
整個系統主要由微步信號發生環節，線性pwm斬波環節，自舉驅動環節，全h橋主回路4部分構成。
3.1參考波形數據產生
先用c或matlab等語言對正弦波進行3600n微步角庋均分，即需要多少微步就把3600均分成多少個采樣點，算出各采樣點的正弦值，然后對
得到的浮點數進行2進制量化處理，針對8位dla轉換得到2進制偏移量，將此數據輸入eprom，這樣數據處理工作即完成。
以8微步為例，圖1中參考波形之間有900的相位差，由于全h橋對橋導通的要求，本系統巧妙地對每相參考波形值分三類作了兩種控制狀態的同步控制標記位，即大于零的點標為0，等于零的點標為1，小于零的點標為1，控制標記o表示該相導通，1表示該相截止，這些標記和參考波形值分放在不同的eprom中，但它們一一對應地存放在相同的地址下，以便同步可逆計數器按地址同步選出。該控制標記用來控制tl494的死區端，從而控制pwm信號的輸出。這樣處理的好處有兩點，一是控制標記和參考波形的輸出是同步的，二是每相信號都有天然的橋臂互鎖時間，即參考波形的零值所對應的標記1，為1時關斷橋臂，避免了直通現象。參考波形相位見圖1。
3.2微步信號發生環節
同步可逆計數器由兩片cd4516級連而成，二者共受同一個清零信號控制，以便周期循環可變進制計數，高位計數器的cp脈沖由低位計數器的進位輸出送入。8位數據輸出線可尋址256個單元，27c64有很多頁，這里用了4頁，存放4檔微步參考波形值，即8、32、64、128微步4種，頁的尋址由高位地址線來完成。
3片eprom分別存放a相，b相，控制標記。其中控制標記eprom的do，dl輸出a和-a相通斷信號，d4 |
