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廈門(mén)伊詩(shī)圖電氣有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事精密傳動(dòng)銷(xiāo)售和研發(fā)的高科技公司，伊詩(shī)圖電氣秉持著服務(wù)客戶為核心，堅(jiān)持“高質(zhì)量、高效率、高信譽(yù)”的服務(wù)宗旨，不斷創(chuàng)新進(jìn)取，不斷改進(jìn)完善、用誠(chéng)信打造雙贏。
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為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降？當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。二、如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲？步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來(lái)克服：A.換成交流步進(jìn)電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；B.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；C.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法；D.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū)；E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。三、為什么步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲？步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?br />
步進(jìn)電機(jī) 是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)及其功率驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成一個(gè)開(kāi)環(huán)的定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)接受一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度或移動(dòng)一定的直線距離，電脈沖輸入越多，電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度或直線位移就越多；同時(shí)，輸入電脈沖的頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速或位移速度就越快。圖1是步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的基本功能框圖。
由于步進(jìn)電機(jī) 系統(tǒng)具有較好的定位性能和較低的成本，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控領(lǐng)域和其它需要準(zhǔn)確定位加工、制造及檢測(cè)設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于步進(jìn)電機(jī)本身所固有的低頻振動(dòng)問(wèn)題，使得步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用受限于一些在振動(dòng)及噪音有所要求的場(chǎng)合；如何對(duì)步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行減輕和抑制，是步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用中的一個(gè)重要問(wèn)題。在現(xiàn)有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)當(dāng)中，細(xì)分控制技術(shù)和升頻升壓控制技術(shù)是能夠較為有效的降低步進(jìn)電機(jī)低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音的主要控制方法，前者是通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)相電流進(jìn)行階梯化正弦控制，使電機(jī)以較小的單位步距角運(yùn)行（機(jī)械步距角的幾分之一或幾十分之一），從而降低低頻振動(dòng)，但此項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，特別是當(dāng)電機(jī)相數(shù)較多時(shí)（如五相）不易實(shí)現(xiàn)且成本較高；升頻升壓控制技術(shù)是通過(guò)降低電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的相繞組供電電壓從而降低低頻振動(dòng)的方法，目前升頻升壓控制主要是開(kāi)環(huán)控制，因而存在以下主要問(wèn)題：
1. 電壓開(kāi)環(huán)控制，易受供電電壓波動(dòng)影響；
2. 電機(jī)繞組電流由驅(qū)動(dòng)器輸出電壓與繞組電阻決定，因此電流易受環(huán)境（電源電壓、電機(jī)參數(shù)等）影響，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱或轉(zhuǎn)矩下降；
3. 由于電機(jī)電阻很小，低速運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出電壓必須較小才能不致過(guò)電流，而過(guò)低的繞組電壓使得電機(jī)的快速響應(yīng)性較差；
4. 驅(qū)動(dòng)器適應(yīng)性差，針對(duì)不同規(guī)格型號(hào)的電機(jī)須相應(yīng)調(diào)整。
為改善和克服目前升頻升壓控制所存在的上述問(wèn)題，本文提出和設(shè)計(jì)了一種新型的升頻升壓型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，該方法將電流控制技術(shù)與升頻升壓技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，提高驅(qū)動(dòng)器電壓和電流的可控制性，從而提高驅(qū)動(dòng)性能及可靠性。
圖2給出了新型升頻升壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)的原理框圖，由環(huán)形分配器、頻率/電壓轉(zhuǎn)換、電壓檢測(cè)、比例積分調(diào)節(jié)、直流斬波、脈寬調(diào)制、電流檢測(cè)、電流控制、前級(jí)驅(qū)動(dòng)、功放橋等單元構(gòu)成步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；外部輸入的步進(jìn)脈沖和方向信號(hào)由環(huán)形分配器轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)的通電順序控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)功放橋工作，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行；由頻率/電壓轉(zhuǎn)換、電壓檢測(cè)、比例積分調(diào)節(jié)、直流斬波構(gòu)成電壓閉環(huán)控制環(huán)節(jié)，對(duì)供給步進(jìn)電機(jī)的直流電壓進(jìn)行比例積分控制，保證該直流電壓跟隨升頻升壓控制所要求的電壓給定而變化；由電流檢測(cè)和電流控制兩部分構(gòu)成電流控制環(huán)節(jié)，以控制功放橋的輸出電流幅度，并在一定范圍內(nèi)使電機(jī)電流隨電機(jī)運(yùn)行速度提高而提高，實(shí)現(xiàn)升頻升壓電流控制效果。
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