Анализирайте основите на биполярните стъпкови двигатели
Двуполюсният стъпков двигател се състои от две намотки. За да може двигателят да работи гладко, двете намотки са непрекъснато синусоидални с фазова разлика от 90 градуса и стъпковият двигател започва да се върти.
Обикновено, стъпковите двигатели не се задвижват от аналогови линейни усилватели; Вместо това, те се управляват от PWM регулатора на ток за преобразуване на линеен синусоидален сигнал в дискретни права линия. Синусоидната вълна може да бъде разделена на няколко сегмента и с увеличаването на броя на сегментите вълновата форма продължава да се приближава към синусоида. В практическите приложения, броят на сегментите е от 4 до 2048 или повече, а повечето стълбови интегрални схеми използват 4 до 64 сегмента. Цялото стъпало, само една фаза се захранва във всеки момент, двуфазният ток се редува и посоката на тока превключва, така че се генерират общо четири механични състояния на стъпков двигател. Дискът от половин стъпка е сравнително по-сложен от режима на пълно стъпало. В същото време и двете фази може да се нуждаят от захранване, както е показано на фигура 1, която удвоява стъпковата разделителна способност на двигателя. Разделеното задвижване, ъгълът на стъпката на ротора на двигателя ще намалее с увеличаването на броя на подразделенията и въртенето на двигателя ще става все по-стабилно. Например, 32-сегментната подразделна последователност се нарича режим на задвижване с осем стъпки.
Значението на точната точност на контрол
Положението на ротора на биполярния стъпков двигател зависи от количеството ток, протичащ през двете намотки на бобината. Като цяло, основните индикатори за избор на стъпков двигател са точно механично позициониране или прецизен контрол на скоростта на механичната система. Следователно контролът на точността на тока на намотката е много важен за гладкото функциониране на стъпковия двигател.
В механичните системи има два проблема, които могат да доведат до неточен текущ контрол:
В случай на работа с ниска скорост или стъпков двигател за контрол на положението, броят на стъпките на всеки подразделен двигател е неправилен, което води до неправилно позициониране.
При високи скорости, нелинейността на системата може да причини краткосрочни промени в скоростта на двигателя, което прави нестабилния въртящ момент и увеличава шума и вибрациите на двигателя.
PWM контрол и текущ режим на затихване (DecayMode)
Повечето стъпкови двигатели задвижващи интегрални схеми разчитат на характеристиките на индуктивността на намотките на стъпковия двигател, за да се постигне PWM регулация. Чрез H-мостовата верига, съставена от силовите MOSFET, съответстващи на всяка намотка, при стартиране на PWM управлението, захранващото напрежение се прилага към намотките на двигателя, като по този начин се генерира ток на задвижването. След като токът достигне зададената стойност, H-мостът превключва управляващото състояние, причинявайки изходен ток да се разпадне. След определено време, нов PWM цикъл ще започне отново и H-мостът отново ще генерира тока на бобината.
Този процес се повтаря, за да предизвика нарастване и падане на намотката. Чрез текущо вземане на проби и контрол на състоянието стойността на пиковия ток на всеки сегмент може да се регулира и контролира.
След като се достигне очакваният пиков ток, има два начина за контролиране на текущото затихване на H-мостовата намотка:
Късо съединение на намотката (при включване на MOSFET на ниска или висока страна) токът бавно се разпада.
H-мостът реверсира проводимостта, или позволява токът да тече през диода на тялото на MOSFET, а токът бързо се разпада.
