機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)(參考版)
2025-05-11 19:59本頁(yè)面
【正文】 。開(kāi)關(guān)放大型細(xì)分電路如圖所示，放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài) .類似于斬波驅(qū)動(dòng)電路、通過(guò)調(diào)節(jié)電流參考電平來(lái)控制繞組電流的大小。 圖 9細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 圖 (a)所示，電路采用帶電流反饋的線性功率放大形式，由微步脈沖分配器輸出數(shù)字信號(hào)，經(jīng) D從轉(zhuǎn)換為模擬量進(jìn)行控制。 細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的功率放大部分有線性放大型和開(kāi)關(guān)放大型兩種。 斬波驅(qū)動(dòng)電路雖然復(fù)雜，但它的優(yōu)點(diǎn)比較突出：繞組的脈沖電流邊沿陡，快速響應(yīng)好；功耗小，效率高；因?yàn)殡娐窡o(wú)外接電阻 Rc，而采樣電阻 Re又很小 (一般為 歐姆左右 )，所 以整個(gè)系統(tǒng)的功耗下降很多，相應(yīng)地提高了效率；輸出恒定轉(zhuǎn)矩。 斬波恒流功放電路 斬波恒流功放電路是利用斬波方法使電流恒定在額定值附近。 輸入脈沖結(jié)束后， ,T1， T2， T3， T4又均截止，儲(chǔ)存在 La 中的能量通過(guò) 18Ω的電阻和二極管泄放， 18Ω的電阻的作用是減小放電回路的時(shí)間常數(shù)，改善電流波形 后沿。 圖 7步進(jìn)電機(jī)的高低壓驅(qū)動(dòng)電路 無(wú)脈沖輸入時(shí)， T1， T2， T3， T4 均截止，電機(jī)繞組 La中無(wú)電流通過(guò)，電機(jī)不轉(zhuǎn)。由于限流電阻 R是串在大電流的輸出回路中，要消耗一定的能量，因此這種放大器的效率很低，且發(fā)熱厲害，輸出功率小，這種電路通常是用在對(duì)速度要求不高的小型步進(jìn)電機(jī)中。 電路中的二極管 D起泄放作用，因?yàn)樵诠β使?3DD15D 突然關(guān)斷時(shí)，在繞組L中將產(chǎn)生一個(gè)大的反電動(dòng)勢(shì)，此反電動(dòng)勢(shì)疊加在直流 電源上加到功放管的集電級(jí)，可能會(huì)將該管擊穿，有了這個(gè)二極管就能泄放 L中儲(chǔ)存的能量，從而保護(hù)了功放管。 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖輸入 A 端時(shí)，兩級(jí)管子均飽和導(dǎo)通， La 有電流流過(guò)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步；第二個(gè)脈沖輸入 B 端時(shí)， Lb 得電，再轉(zhuǎn)一步；第三個(gè)脈沖輸入 C 端時(shí)，Lc得電，又轉(zhuǎn)一步。 圖 6步進(jìn)電機(jī)單電源驅(qū)動(dòng)電路 放大器輸入的是脈沖信號(hào)，設(shè)脈沖信號(hào)的低電平為 OV，高電平為 3V，輸入級(jí)由開(kāi)關(guān)管 3DK4接成射級(jí)輸出 器，將輸入信號(hào)電流放大，以推動(dòng)輸出級(jí)3DD15D。圖中的 La,Lb,Lc 分別是步進(jìn)電機(jī)的三相繞組，每相繞組由一組放大器驅(qū)動(dòng)。對(duì)驅(qū)動(dòng)器的主要要求是：失真要小，要有較好的前后沿和足夠的幅度；效率要高；工作可靠；安裝調(diào)試和維修方便。因此，步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)功率放大器。根據(jù)加 1減 1 得到的新地址查表取得新的通電狀態(tài)，再把新的通電狀態(tài)在適當(dāng)時(shí)機(jī)送向輸出口 P1，完成步進(jìn)電機(jī)行走一步。 表 4 X 向電機(jī)的通電順序 通電 順序 號(hào)輸出口 16進(jìn)制 狀態(tài)通電 相數(shù) DC BA 11 11 0E A 2 11 00 CAB 31 10 1D B 4 10 01 9BC 51 01 1B C 6 00 11 3CD 70 11 17 D 8 01 10 6DA 環(huán)行分配時(shí)，先從 52H 或 53H 中查得當(dāng)時(shí)的通電順序號(hào)，根據(jù)相應(yīng)電機(jī)在插補(bǔ)過(guò)程中是正向進(jìn)給還是負(fù)向進(jìn)給，決定是通電順序號(hào)加 1還是通電順序號(hào)減 1運(yùn)算。把 X向電機(jī)的進(jìn)給方向符號(hào)放在位地址 02H中，0表示正， 1表示負(fù)。表 4為 X向電機(jī)的通電順序。按照四相八拍方式運(yùn)行時(shí)的通電順序?yàn)椋赫D(zhuǎn)： A→ AB→ B→ BC→ C→ CD→ D→ DA→…；反轉(zhuǎn)： A→ AD→ D→DC→ C→ CB→ B→ BA→…；設(shè)以 8031 的 P1口作為兩只電機(jī)的輸出口，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 3所示。 軟件環(huán)形分配 軟件環(huán)形分配原理 采用 MCS51系列單片機(jī)來(lái)進(jìn)行環(huán)行脈沖的軟件控制，現(xiàn)以控制兩只四相八拍電機(jī)的環(huán)行分配程序?yàn)槔f(shuō)明其原理。圖所示為三相六拍的接線圖，步進(jìn)電機(jī)的初始勵(lì)磁狀態(tài)為 AB 相，當(dāng)進(jìn)給脈沖 CP 的上升沿有效，并且方向信號(hào) E=1 時(shí)則正轉(zhuǎn)， E=0 時(shí)則反轉(zhuǎn)。 對(duì)圖 4 進(jìn)行分析可知：置 E 為 1時(shí)，三相
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