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對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中步進(jìn)電機(jī)5種驅(qū)動(dòng)方法利弊分析

概述：為了盡快的適應(yīng)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，能在最少的課時(shí)內(nèi)高質(zhì)量的完成內(nèi)容多、理論結(jié)合實(shí)際結(jié)合性強(qiáng)、技術(shù)涉及面廣的工業(yè)自動(dòng)化教學(xué)課程。符合各院校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求。培養(yǎng)出大量的能熟練掌握及開發(fā)運(yùn)用PLC、變頻器、觸摸屏、電機(jī)、機(jī)械設(shè)計(jì)裝配調(diào)試等技術(shù)的技術(shù)工人、技術(shù)員、工程師、輸送到各條戰(zhàn)線。
驅(qū)動(dòng)器技術(shù)的發(fā)展，從原來(lái)國(guó)外一枝獨(dú)秀到國(guó)內(nèi)各種優(yōu)秀技術(shù)涌現(xiàn)，可以看出國(guó)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(lái)幾個(gè)以高端技術(shù)去引導(dǎo)市場(chǎng)的市場(chǎng)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(guò)程中，只用一個(gè)方向電壓對(duì)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(jiǎn)單，元件少、控制也簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)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(lái)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，在工業(yè)自動(dòng)化電機(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(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(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(duì)恒電壓驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)電路設(shè)計(jì)要求比較高，對(duì)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(duì)元件性能要求比較高。
4. 電流比較斬波驅(qū)動(dòng)(目前市場(chǎng)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(lái)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(duì)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(guò)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(zhǎng)。
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(duì)比較嚴(yán)格。
介于上述,我們?cè)诟餍?/span>工業(yè)自動(dòng)化控制工程專業(yè)課的學(xué)生,注重除了自身對(duì)工業(yè)等課專業(yè)知識(shí)和技能的掌握,對(duì)時(shí)代科技進(jìn)步的電機(jī),計(jì)算機(jī),通訊,電力等知識(shí)的了解甚至與之相關(guān)的知識(shí)的掌握更是必要的。時(shí)代在進(jìn)步,對(duì)于知識(shí)學(xué)生更應(yīng)力求,進(jìn)取和注重知識(shí)的更新,注意與時(shí)俱進(jìn),只有如此,學(xué)校才能輸入適應(yīng)社會(huì)和企業(yè)需要的應(yīng)用型人才,而對(duì)學(xué)生自身發(fā)展更是有益。

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