步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)可以是開(kāi)環(huán)的結(jié)構(gòu)，也可以是閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。但出于經(jīng)濟(jì)考慮，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制系統(tǒng)一般采用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制系統(tǒng)組成在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制系統(tǒng)中，位置指令一般是一串連續(xù)的脈沖。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組是按一定通電方式輪流工作的，為實(shí)現(xiàn)這種輪流通電，需將控制脈沖按規(guī)定的通電方式分配到電動(dòng)機(jī)的每相繞組。這種分配既可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)脈沖分配的硬件邏輯電路稱為環(huán)行分配器。在計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)中，采用軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配的方式相應(yīng)稱作軟件環(huán)行分配。
經(jīng)過(guò)環(huán)行分配器輸出的進(jìn)給脈沖是弱電信號(hào)，功率很小，不能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)繞組，以產(chǎn)生足夠的電磁轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。所以，經(jīng)過(guò)環(huán)行分配器輸出的進(jìn)給脈沖需要進(jìn)行功率放大，達(dá)到一定的電流和電壓。因此，一個(gè)完整的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖10．5所示。 
2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖分配電路 1）．硬件脈沖分配器電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖分配可以由硬件和軟件兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件環(huán)形分配器需要根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)和要求的通電方式而設(shè)計(jì)專門(mén)的電路，圖10．6所示為一個(gè)三相六拍的環(huán)形分配器。 
分配器的主體是三個(gè)j -k觸發(fā)器。三個(gè)j—k觸發(fā)器的q輸出端分別經(jīng)各自的功放線路與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)a、b、c三相繞組連接。當(dāng)qa=1時(shí)，a相繞組通電；qr=1時(shí)，b相繞組通電；qc一1時(shí)，c相繞組通電。dr+和dr是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)。
正轉(zhuǎn)時(shí)，各相通電順序：a--ab--b bc--c--ca反轉(zhuǎn)時(shí)，各相通電順序：a—ac—c—cb—b—ba圖10-6所示為的三相六拍環(huán)形分配器，其邏輯真值表如表10．1所示。
2）.軟件脈沖分配對(duì)于不同的計(jì)算機(jī)和接口器件，軟件環(huán)分有不同的形式，現(xiàn)以at89c51單片機(jī)配置的系統(tǒng)為例加以說(shuō)明。
(1)由p1 fi作為驅(qū)動(dòng)電路的接fi控制脈沖經(jīng)at89c51的并行vo接口p1口輸出到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)各相的功率放大器輸入，設(shè)p1口的p1．0輸出至a相，p1．1輸出至b相，p1．2輸出至c相。
(2)建立環(huán)形分配表為了使電動(dòng)機(jī)按照如前所述順序通電，首先必須在存儲(chǔ)器中建立一個(gè)環(huán)形分配表，存儲(chǔ)器各單元中存放對(duì)應(yīng)繞組通電的順序數(shù)值，如表10．2所示。當(dāng)運(yùn)行時(shí)，依次將環(huán)形分配表中的數(shù)據(jù)，也就是對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容送到p1口，使pl·0、p1·1、p1．2依次送出有關(guān)信號(hào)，從而使電動(dòng)機(jī)輪流通電。
表為三相六拍環(huán)形分配表，k為存儲(chǔ)器單元基地址(16位二進(jìn)制數(shù))，后面所加的數(shù)為地址的索引值。
可見(jiàn)，要使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，只需依次輸出表中各單元的內(nèi)容即可。當(dāng)輸出狀態(tài)已是表底狀態(tài)時(shí)，則修改索引值使下次輸出重新為表首狀態(tài)。如要使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，則只需反向依次輸出各單元的內(nèi)容。當(dāng)輸出狀態(tài)達(dá)到表首狀態(tài)時(shí)，則修改指針使下一次輸出重新為表底狀態(tài)。
3. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上是一種脈沖放大電路，使脈沖具有一定的功率驅(qū)動(dòng)能力。由于功率放大器的輸出直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)繞組，因此，功率放大電路的性能對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能影響很大。對(duì)驅(qū)動(dòng)電路要求的核心問(wèn)題則是如何提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的快速性和平穩(wěn)性。目前，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主要有以下幾種。
1）．單電壓限流型驅(qū)動(dòng)電路圖10．7所示 
是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一相的驅(qū)動(dòng)電路，l是電動(dòng)機(jī)繞組，晶體管vt可以認(rèn)為是一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，它的理想工作狀態(tài)應(yīng)使電流流過(guò)繞組l的波形盡可能接近矩形波。但是由于電感線圈中的電流指數(shù)規(guī)律上升，其時(shí)問(wèn)常數(shù)τ=l/r，須經(jīng)過(guò)3rl的時(shí)間后才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組本身的電阻很小，所以，時(shí)間常數(shù)很大，從而嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率。為了減小時(shí)問(wèn)常數(shù)，在勵(lì)磁繞組中串以電阻r，這樣時(shí)間常數(shù)就大大減小，縮短了繞組中電流上升的過(guò)渡過(guò)程，從而提高了工作速度。
在電阻r兩端并聯(lián)電容c，是由于電容上的電壓不能突變，在繞組由截止到導(dǎo)通的瞬間，電源電壓全部降落在繞組上，使電流上升更快，所以，電容c又稱為加速電容。
二極管v在晶體管vt截止時(shí)起續(xù)流和保護(hù)作用，以防止晶體管截止瞬間繞組產(chǎn)生的反電勢(shì)造成管子擊穿，串聯(lián)電阻ro使電流下降更快，從而使繞組電流波形后沿變陡。
這種電路的缺點(diǎn)是r上有功率消耗。為了提高快速性，需加大r的阻值，隨著阻值的加大，電源電壓也勢(shì)必提高，功率消耗也進(jìn)一步加大。正因?yàn)檫@樣，單電壓限流型驅(qū)動(dòng)電路的使用受到了限制。 2）．高低壓切換型驅(qū)動(dòng)電路 高低壓切換型驅(qū)動(dòng)電路的最后一級(jí)如圖10．8(a)所示，相應(yīng)的電壓電流波形圖如圖10·8(b)所示。這種電路中采用高壓和低壓兩種電壓供電，一般高壓大于60v，低壓為5~20v。在vt，和vt。都截止時(shí)通過(guò)電源和v2為電機(jī)繞組提供放電回路。在t1～t2時(shí)間內(nèi)。vl和vt2均飽和導(dǎo)通，+80v的高壓電源經(jīng)過(guò)vl和vtp管加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的繞組上，使其電流迅速上升，當(dāng)時(shí)間到達(dá)t2時(shí)，或電流上升到某一數(shù)值時(shí)，ub2變?yōu)榈碗娖�，vt2截止，電動(dòng)機(jī)繞組的電流由+12v電源經(jīng)過(guò)vt1管來(lái)維持，此時(shí)，電流下降到電動(dòng)機(jī)的額定電流，直到t3時(shí)ub1也為低電平，vt1管截止，電動(dòng)機(jī)繞組電流下降到0。一般電壓ub1由脈沖分配經(jīng)過(guò)幾級(jí)放大獲得，電壓ub2由單穩(wěn)態(tài)電路再經(jīng)脈沖變壓器獲得。 
高低壓切換型驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)是功耗小，啟動(dòng)力矩大，突跳頻率和工作頻率高：缺點(diǎn)是大功率管的數(shù)nnnn--n，增加了驅(qū)動(dòng)電源。另外，由于工作中電路參數(shù)的漂移，高壓脈沖的寬度很難掌握，偏寬則過(guò)流嚴(yán)重而導(dǎo)致電機(jī)發(fā)燙，偏窄則輸出轉(zhuǎn)矩不足而會(huì)引起失步。
3）.pwm型驅(qū)動(dòng)電路
恒頻脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路(in 10．9)就是把常用的斬波恒流和斬波平滑驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)集于一身，所以功能更好。v1是20khz的方波，它作為各相d觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)cp·以保證各相以同樣的頻率進(jìn)行斬波。v2是步進(jìn)控制信號(hào)。
vref是比較器op的正輸入端信號(hào)，它用于確定電機(jī)繞組電流il的穩(wěn)定值。 
恒頻脈寬調(diào)制功率放大電路不但有較好高頻特性，而且有效地減少了步進(jìn)電機(jī)的噪聲，同時(shí)還降低了功耗，因此體積也可以減小。由于斬波的頻率較高，對(duì)功放管的要求也稍高，但是在現(xiàn)有的電力電子器件發(fā)展水平下這已不成問(wèn)題。 我們有專業(yè)的技術(shù)人員為您解決 線路的問(wèn)題。一站式配齊。組裝調(diào)試沒(méi)有后顧之憂。到手直接就能用！ 16633216372 王工
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