步進(jìn)電機(jī)5種驅(qū)動(dòng)方法的利弊詳細(xì)分析

驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的發(fā)展，從原來國外一枝獨(dú)秀到國內(nèi)各種優(yōu)秀技術(shù)涌現(xiàn)，可以看出國內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)也可以看出，每一次技術(shù)的革新都會(huì)帶來幾個(gè)以高端技術(shù)去引導(dǎo)市場的市場革命。

1. 恒電壓驅(qū)動(dòng)

單電壓驅(qū)動(dòng)是指在電機(jī)繞組工作過程中，只用一個(gè)方向電壓對繞組供電，多個(gè)繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動(dòng)方式，現(xiàn)在基本不用了。

優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，元件少、控制也簡單，實(shí)現(xiàn)起來比較簡單

缺點(diǎn)：必須提供足夠大的電流的三極管來進(jìn)行開關(guān)處理，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較低，電機(jī)震動(dòng)比較大，發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用，所以不多描述。

2. 高低壓驅(qū)動(dòng)

由于恒電壓驅(qū)動(dòng)存在以上諸多缺點(diǎn)，技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅(qū)動(dòng)來改善恒電壓驅(qū)動(dòng)的部分缺點(diǎn)，高低壓驅(qū)動(dòng)的原理是，在電機(jī)運(yùn)動(dòng)到整步的時(shí)候使用高壓控制，在運(yùn)動(dòng)到半步的時(shí)候使用低壓控制，停止時(shí)也是使用低壓來控制。

優(yōu)點(diǎn)：高低壓控制在一點(diǎn)程度上改善了震動(dòng)和噪音，第一次提出細(xì)分控制步進(jìn)電機(jī)的概念，同時(shí)也提出了停止時(shí)電流減半的工作模式。

缺點(diǎn)：電路相對恒電壓驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，對三極管高頻特性要求提高，電機(jī)低速仍然震動(dòng)比較大，發(fā)熱仍然比較大，現(xiàn)在基本上不使用這種驅(qū)動(dòng)模式。

3. 自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)

自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)的工作原理是通過硬件設(shè)計(jì)當(dāng)電流達(dá)到某個(gè)設(shè)定值的時(shí)候通過硬件將其電流關(guān)閉，然后轉(zhuǎn)為另一個(gè)繞組通電，另一個(gè)繞組通電的電流到某個(gè)固定的電流的時(shí)候，又能通過硬件將其關(guān)閉，如此反復(fù)，推進(jìn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：噪音大大減小，轉(zhuǎn)速一定程度上提高了，性能比前兩種有一定的提高。

缺點(diǎn)：對電路設(shè)計(jì)要求比較高，對電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅(qū)動(dòng)元件，對元件性能要求比較高。

4. 電流比較斬波驅(qū)動(dòng)(目前市場上主要采用的技術(shù))

電流比較斬波驅(qū)動(dòng)是把步進(jìn)電機(jī)繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓，與D/A轉(zhuǎn)換器輸出的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，比較結(jié)果來控制功率管的開關(guān)，從而達(dá)到控制繞組相電流的目的。

優(yōu)點(diǎn)：使運(yùn)動(dòng)控制模擬正弦波的特點(diǎn)，大大提高性能，運(yùn)動(dòng)速度和噪音都比較小，可以使用比較高的細(xì)分，是當(dāng)前流行的控制方法。

缺點(diǎn)：電路比較復(fù)雜，對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導(dǎo)致高頻干擾，進(jìn)而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅(qū)動(dòng)器使用1年多的時(shí)候容易出現(xiàn)紅燈保護(hù)的主要原因。

5. 潛進(jìn)式驅(qū)動(dòng)

這是一種全新的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，該技術(shù)是在當(dāng)前電流比較斬波驅(qū)動(dòng)技術(shù)的前提下，克服其中的缺點(diǎn)而創(chuàng)新的一種全新的驅(qū)動(dòng)方法。其核心技術(shù)是在電流比較斬波驅(qū)動(dòng)的前提下增加了驅(qū)動(dòng)元件發(fā)熱和高頻抑制保護(hù)技術(shù)。

優(yōu)點(diǎn)：兼有電流比較斬波驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，發(fā)熱特別小，使用壽命較長。

缺點(diǎn)：全新技術(shù)，價(jià)格比較高，目前每種步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器匹配要求相對比較嚴(yán)格。(end)