基于SOPC的四相步进电机均匀细分驱动器的实现

常见的四相步进电机细分控制主要是通过控制步进电机相电流按阶梯波变化来实现的。这种细分控制方法存在步距角不均匀、步进电机转矩不是恒定变化等缺点。为了克服这种控制方法的缺点,只要同时控制四相步进电机的两相电流分按正余弦规律变化即可。设计在FPGA中构建了一个SOPC系统实现了该改进的控制算法。     

积分式阶梯斩波限流步进电动机驱动电源

一、引言单电压大功率晶体管斩波限流步进电动机驱动电源虽有许多优点,但是在其驱动下,电机低频运行时振动和噪声较大,因而限制了步进电机的应用。本文介绍一种积分式阶梯斩波限流步进电动机驱动电源。它使步进电机在低频运行时,电机的振动和噪声有明显的改善,且其它特性没有降低。二、两种步进电机驱动电源的比较步进电机在低频运行时,采用单电压斩波限流步进电动机驱动电源和采用积分式阶梯斩波限流步进电机驱动电源电机绕组的电流波形,分别如图1、图2所示。     

隐极式稀土永磁步进电机的设计

隐极式步进电机是一种新型结构的步进电机,目前尚很少有文章介绍它的设计方法。本文对该类型电机的设计进行讨论。由电磁力定律推出隐极式步进电机的最大静态力矩计算公式;从同步电动机的起动,导出隐极式步进电机的空载起动频率估算公式,导出步进电机转子直径与最大静态及空载起动频率之间的关系,从而找出如何从步进电机的两个主要性能指标着手步进电机主要尺寸的设计。采用稀土永磁材料的隐极式步进电机,合理选择磁路系统,对电机的经济性能影响是很大的。通过分析讨论,本文认为对隐极式步进电机,采用横向磁路结构,将充分发挥稀土材料磁能积大的优点。用本文介绍的设计方法,对外型尺寸φ36×96.5的步进电机样机进行不同磁路结构和不同永磁材料的计算。计算结果表明,在合理选择磁路结构的条件下,采用稀土材料的步进电机,其性能和经济性都优于铝镍钴材料,展示了稀土材料在步进电机领域中的应用前景。     

步进电动机步距细分均匀性的研究

在课题“经济性数控机床误差分析与精度补偿的研究”的进行中,发现用传统的阶梯电路对步进电机步距角进行细分时,步进电机发生较明显的振动,细分步距很不均匀。通过分析对传统的阶梯电路进行了改进,步距均匀性及步进电机振动问题得到了良好的改善。     

基于电流跟踪型PWM技术的数字式步进电机细分驱动技术

介绍基于电流矢量恒幅均匀旋转原理的步进电机细分驱动技术。设计基于TMS320F2812的步进电机细分驱动系统硬件电路,其利用电流跟踪型PWM技术产生用于细分各相电流的正弦阶梯波;通过软件改变控制算法可以实现多种细分驱动控制,简化了硬件结构,提高了控制精度,并且运行稳定。     

基于DSP的烟仓驱动步进电机运动控制

卷烟吸阻测量仪自动分捡装置中驱动烟仓用的步进电机可以用脉冲信号直接进行开环定位控制,具有一定的精度,而且控制线路简单,使用方便、可靠.对步进电机的加速过程作了理论分析,并用阶梯拟合了步进电机加速指数曲线,这种方法适于利用DSP实现步进电机运动控制,具有较高的实用价值.     

VR步进电动机的机辅计算

步进电机发展历史不长,它的理论和计算远不及传统结构的电机成熟,使其计算机辅助计算具有特殊性.文中以110BF003三相反应式步进电机为例,介绍基于齿层比磁导法的 VR步进电动机的计算机辅助计算.计算精确、简明,为更准确地设计电动机,特别是确定磁系统的合理尺寸,提供了有效手段.     

用阶梯脉冲控制步进电机

由于自动化技术的不断向前发展,作为自动控制系统中主要元件步进电机,它的应用范围越来越广。例如有些精密仪器和设备,要求步进电机的步距角很小(在1分以内),使步进电机能够像伺服电机一样运转平滑,为了满足需要,步进电机的步距角必须做到很小,小步距角的步进电机给机械加工带来不少的困难,特别是机座号小的步进电机,更是困难。纵然机械加工能解决步距角小的问题,但平滑运转是否能解决,还是一个问题。我们设法对一个有一定步距角的步进电机的通电方式,改用阶梯波,是能很     

基于矩频曲线的步进电机加减速控制

为解决步进电机在高频工作条件快速启停失步及常规的指数型控制不能充分利用输出力矩的问题,提出了基于力矩-频率曲线的步进电机升降速控制方法。分析了矩频曲线的步进电机加减速控制原理,采用阶梯曲线逼近和等时间间隔法获取升降速曲线,对FPGA优化设计产生驱动电机的时序信号,对应计数器的步数不断计算每个装载的频率实现加减速,在控制信号高电平阶段对1 kHz的脉冲信号采用20 kHz的信号进行斩波,步进电机通过单极模式驱动,对矩频曲线和指数曲线速度控制结果比较,矩频曲线速度优势明显。经实验:步进电机工作驱动频率达200 kHz时,输出的升降速频率及变化波形均理想、不失步;矩频曲线的控制脉冲速度上升到1 000 Hz时,仅需0.598 s,少于指数型加减速的0.71 s,达到了预期效果。     

步进电机新型场路结合分析方法——齿层计算转矩法

齿层比磁导法是目前步进电机电磁转矩的主要计算方法,提出了一种新型电磁转矩分析计算方法—齿层计算转矩法。首先给出步进电机齿层计算转矩的概念,同时在理论上证明了采用齿层计算转矩法计算步进电机电磁转矩的正确性,然后给出了齿层计算转矩法用于步进电机电磁转矩及其他性能分析计算的步骤,最后针对磁阻式步进电机和混合式步进电机,分别采用齿层比磁导法、齿层计算转矩法和电磁场有限元法进行对比研究。结果表明,齿层计算转矩法与现在通用的齿层比磁导法相比具有简单实用、计算精度高的特点。     

基于DSP的两相步进电机细分驱动器设计

在国产数字信号处理器(DSP)控制器和H桥驱动器基础上,设计了一款两相步进电机细分驱动电路。依据电流矢量控制算法,DSP通过脉宽调制(PWM)波控制两个H桥对步进电机的两相电流进行驱动。DSP通过片上AD采集电机两相电流,并采用模糊比例微分(PD)控制算法对PWM波脉宽进行调制,使电机两相电流以阶梯正弦波的形式周期变换,实现步进电机细分驱动。实验结果表明该驱动器运行稳定,控制精度高,低频振荡小,可靠性高,有较好的应用前景。     

多梳栉经编机用步进电动机系统分析计算

机械式多梳栉经编机微机化控制将链块驱动梳栉运动改进为由步进电机驱动.通过对步进电机的性能分析及参数进行分析设计,计算出系统误差;设计了高低压驱动电路.试验结果说明,输出性能满足系统要求,有一定推广应用价值.     

FPGA在多轴步进电机控制器中的应用

提出一种应用现场可编程门阵列( FPGA)实现多轴步进电机控制器的方法.采用IP设计思想,步进电机的运动控制由硬件电路(步进电机IP核)实现,轨迹计算由同一芯片上的微处理器(NiosⅡ软核)实现,从而可以构建多轴步进电机控制器的可编程片上系统(SoPC系统).利用VHDL硬件描述语言,设计了一种高性能步进电机IP核,并进行了仿真验证.为了验证该IP核的复用性,构建了一个4轴步进电机控制器的SoPC系统.实验结果表明,此系统可对多轴步进电机实现高精确度控制,每轴的运动是相互独立的,并且控制参数在线可编程.基于这种方式构建的系统,扩展方便、可移植性高、具有广泛的适用性,可用于多轴伺服系统的工业领域.     

基于Maxwell3D二相混合式步进电机静态性能研究

混合式步进电机具有转子分段、结构轴向不对称的特点.在Maxwell 3D下建立了二相混合式步进电机的仿真模型,计算得到了二相混合式步进电机的磁场分布与定、转子齿槽相对位置之间的关系,比较了矩角特性曲线的解析结果和有限元结果,肯定了有限元计算结果的正确性和精确性,并进一步定量分析了绕组电感随着绕组电流的增大而减小、随转子位置的非正弦变化的规律.研究结果可以为二相混合式步进电机的控制系统设计和电机优化设计提供理论基础.     

混合式步进电动机CAD系统设计研究

将混合式步进电机的电磁计算和设计过程综合研究，采用C＋＋Builder6．0这一功能强大的编译器，开发出基于Windows98／me／2000／xp操作平台下的混合式步进电机的CAD软件。软件系统输入方便，人机界面友好，通用性强，不仅适合混合式步进电动机电磁设计，也可用于派生电机的设计。     

混合式步进电动机的永磁体设计

混合式步进电动机永磁体的设计在于确定选用永磁体的牌号(性能)、永磁体的厚度与面积,而永磁体尺寸过大或过小都会造成混合式步进电动机性能的下降.因此合理设计永磁体是混合式步进电动机设计的关键之一。文中采用基于齿层比磁导法建立的步进电动机机辅计算程序,定量分析转子永磁体材料和尺寸对电机性能的影响,以提高混合式步进电动机永磁体设计的精确性。经样机测试,结果与计算基本吻合.     

混合式步进电机的试制与特性分析

本文就永磁混合式步进电机各参数变化对性能的影响作了较全面地分析与理论计算,编制了电机静特性和动特性计算的计算机程序。结果表明计算值与测试值有较好的吻合性.文中对仿机与样机进行了对调试验研究与分析,所得结论有助于步进电机的设计。     

基于DDS技术的步进电机速度跟踪研究

分析了DDS技术的基本原理,设计实现了基于FPGA的DDS频率合成方法;以DDS输出作为步进电机驱动频率,同传统分频方法对比,该方法合成的频率具有高分辨率、高稳定度、转换时间短等特点;研究了基于DSP的步进电机速度跟踪系统的设计和实现方法;针对步进电机特点设计了相应的闭环速度跟踪算法.搭建整个控制系统的试验平台,并完成了速度跟踪试验.结果表明,DDS技术应用于步进电机跟踪系统具有较高跟踪精度.     

定子永磁型混合式步进电机结构及性能分析

定子永磁型混合式步进电机是一种新型结构的混合式步进电机,相比传统转子永磁型混合式步进电机具有一系列结构及性能优点。为分析电机结构对电磁性能的影响,提出3种电机拓扑结构并建立了解析模型,计算对比不同拓扑结构电机的电磁特性,包括电感特性、磁链特性、反电动势特性和转矩特性。推导磁阻转矩、齿槽转矩和脉动转矩的解析表达式,分析负载变化及定子永磁磁路不对称对转矩脉动的影响。采用有限元法对解析模型进行验证,结果表明,所建立的解析模型能够体现结构参数和电机性能之间的关系,计算速度快且通用性强,特别适合于该类电机的初始设计分析和性能比较研究。     

基于APDL的圆筒型直线步进电动机电磁场分析

应用有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言对圆筒型直线步进电动机进行仿真,并对电机推力、磁通密度等进行计算和分析,计算结果可以为这种圆筒型直线步进电动机提供参考。