步進(jìn)電機5種驅動(dòng)方法的利弊詳細分析

驅動(dòng)器技術(shù)的發(fā)展，從原來(lái)國外一枝獨秀到國內各種優(yōu)秀技術(shù)涌現，可以看出國內技術(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(lái)幾個(gè)以高端技術(shù)去引導市場(chǎng)的市場(chǎng)革命。

1. 恒電壓驅動(dòng)

單電壓驅動(dòng)是指在電機繞組工作過(guò)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動(dòng)方式，現在基本不用了。

優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，元件少、控制也簡(jiǎn)單，實(shí)現起來(lái)比較簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：必須提供足夠大的電流的三極管來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)處理，步進(jìn)電機運轉速度比較低，電機震動(dòng)比較大，發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用，所以不多描述。

2. 高低壓驅動(dòng)

由于恒電壓驅動(dòng)存在以上諸多缺點(diǎn)，技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，研發(fā)出新的高低壓驅動(dòng)來(lái)改善恒電壓驅動(dòng)的部分缺點(diǎn)，高低壓驅動(dòng)的原理是，在電機運動(dòng)到整步的時(shí)候使用高壓控制，在運動(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(lái)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，第一次提出細分控制步進(jìn)電機的概念，同時(shí)也提出了停止時(shí)電流減半的工作模式。

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

3. 自激式恒電流斬波驅動(dòng)

自激式恒電流斬波驅動(dòng)的工作原理是通過(guò)硬件設計當電流達到某個(gè)設定值的時(shí)候通過(guò)硬件將其電流關(guān)閉，然后轉為另一個(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(guò)硬件將其關(guān)閉，如此反復，推進(jìn)步進(jìn)電機運轉。

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

缺點(diǎn)：對電路設計要求比較高，對電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅動(dòng)元件，對元件性能要求比較高。

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

電流比較斬波驅動(dòng)是把步進(jìn)電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓，與D/A轉換器輸出的預設值進(jìn)行比較，比較結果來(lái)控制功率管的開(kāi)關(guān)，從而達到控制繞組相電流的目的。

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

缺點(diǎn)：電路比較復雜，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，容易導致高頻干擾，進(jìn)而導致驅動(dòng)元件發(fā)熱或者由于頻率過(guò)高而老化，這也是很多驅動(dòng)器使用1年多的時(shí)候容易出現紅燈保護的主要原因。

5. 潛進(jìn)式驅動(dòng)

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

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

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