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电机控制:步进电机设计注意事项

时间:2014-07-06 来源:TI 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:
步进电机系统的方框图 (SBD),它具有微处理器、闸极驱动器、隔离器件、工业接口和电源管理。
 
步进电机系统的方框图 (SBD)
步进电机系统的方框图 (SBD)
设计注意事项
 
步进电机工作原理
 
步进电机安装有带永久磁性的转子,而定子至少具有两个绕线。当转子磁性与定子绕线保持一致时,将驱动第二个绕线。两个绕线交替开启和关闭,这将导致电机锁定在想要的步进位置。通过绕线的电流方向还可反向。
 
在带有两个定子绕线的步进电机中,有四个步进以 90° 隔开。根据向定子绕线提供的脉冲,可精确控制步进电机移动的步进。
 
步进电机的速度控制可通过向绕线提供脉冲频率实现,而旋转方向可通过反向脉冲序列进行更改。电机内部的极片有许多齿,有助于定位相对于定子的转子位置。一些步进电机的定子级也有齿。
 
根据使用的控制技术,可全步进、半步进或微步进控制步进电机。简单的方形脉冲可以控制处于全步进的电机,而先进控制技术(如脉宽调制 (PWM))可用于微步进。
 
微处理器
 
基本 MSP430 MCU 与步进控制驱动器 IC(如 DRV8412)配合使用,能够以极低的成本提供全步进或高达 16 个微步进。更复杂的步进电机控制可通过 Stellaris® 或 C2000™ MCU 实现。板载外设(如 ADC 和 PWM)创建高度集成的解决方案,可满足步进电机的所有应用要求。
 
接口/连接
 
传统模拟 RS-232/RS-485 接口一直是电机控制应用的常见选择。展望未来,设计人员将在其产品中集成主流接口,如以太网、USB 和 CAN。
 
TI 致力于同时为传统和新兴工业接口提供解决方案。例如,TI 最近推出了全世界首款隔离式 CAN 收发器 ISO1050。
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