步进电机细分驱动个人理解

步进电机细分本质是控制绕组电流,因为绕组电流与磁场基本成线性关系,两相四线制的步进电机中的两相绕组在空间结构上互成90°(垂直),如果合成的磁场是等幅度的旋转磁场那么噪声会小,这个旋转磁场在XY轴上的投影就对应两个绕组的磁场,由于电流和磁场基本成线性关系,所以我们控制两相电流为相差90°的正弦电流(幅值一样),那么磁场必然是等幅度旋转磁场。如果非要证明可以用复数来证明。

第一:恒流控制方法

方法1

使用H桥来驱动一个电感(其实是电感和绕线的电阻)的电流,利用AD8210这个方案来检线圈电流(具体细节自己去看芯片手册),利用STM32单片机的PWM信号动态调整占空比,也就是PID算法来保证恒流,在定时器中断函数动态调整装载值。

方法2(伏秒法)

∵L*(di/dt)=V    (1)   电感的方程 

∴di = (V*dt)/L   (2)

对(2)方程两边同时对时间积分,V是系统供电是一个常量。

i = (V*t)/L

所以电流于电压作用的时间成正比,实际上在不磁饱和状态就算是算上自身电阻和作用的时间也是成正比的(可以用ORCAD的仿真软件仿真)

对于定时器来说比如10KHz(100us),改变占空比就能改变电流大小。

第二:让磁场旋转起来

针对方法一:其实就是中断更新的时候改变参考电流,让参考电流按照正弦规律变化,更新的快慢决定电机的速度。说得直白一点就是不停的喂参考电流。

针对方法二:让电压作用时间成正弦(SVPWM),每次中断改变时间的长短,更新的速度决定电机速度。

第三:细分与调速

细分就是控制磁场每次旋转的角度。调速就是每次参考值改变的速度吗,可以在中断一次就改变参考值,也可以进入10次改变参考,也可以进入10000次改变一次参考值。

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