在某定位系統的預研過程中,需要對3個定位單元進行控制,每個定位單元為一個雙回轉機構,雙回轉機構由兩個步進電機驅動針對本定位系統要求步進電機的體積小、驅動功率不大的特點,由集成音頻功率放大器tda1521構成步進電機驅動電路,采用基于計算機并行口的6個步進電機構成控制系統2步進電機功率驅動電路在定位系統中,受尺寸的限制,所選用的步進電機要求其徑向尺寸較小、驅動功率不大,為此采用日本mitsumi公司的m12sp-1n微型步進電機該步進電機尺寸小(外徑為中12 mm);電機在斷電時具有一定的保持力矩,故有記憶能力,可以保證在完成定位后,電機斷電而定位單元能夠保持給定的位置,可以滿足定位系統的要求進電機,工作電流為190 ma,步距角為18大工作頻率為3 450 pps,啟動時最大頻率為1 300 pps電機勵磁繞組為a b兩相,如所示,激勵方式如表1所示正轉時激勵方式為a"b as a"b,反向時為反轉按此激勵方式,電機工作過程中每相繞組間隔一個脈沖后,電流需要反向,為此步進電機的驅動器采用橋式驅動電路,使繞組可以正反兩個方向通電。若在該驅動電路中采用較多的三極管,電路較為復雜,本系統采用philips公司的音頻集成功率放大器tda1521作為驅動器mubp-1k步進電機勵磁嫌組明m12sp-1n微型步進電機為雙極型兩相步tda1521是雙聲道的2< 12 w音頻功率放大器。該功放所需外接的外圍元器件極少,使用方便,并具有過熱保護功能、短路保護功能和靜噪功能。tda1521為9腳功放,其內部原理見為改善步進電機的工作特性,需要對步進電機進行靈活控制i本步進電機的控制電路未采用硬件作為脈沖分配電路,而是由計算機并行口的數據端口構成脈沖分配器,利用軟件來實現所需要的脈沖激勵方式。步進電機的驅動脈沖由計算機并行口數據端口d0~ d3或d4~ d7輸出,以驅動步進電機的繞組軟件按表1所示的激勵方式從數據端口發出一定頻率的驅動脈沖,實現電機的正反轉在定位過程中,若某個步進電機到達指定位置,只需將這個電機的脈沖控制線(數據端口do ~ d3或d4~ d7)置0,則電機處于斷電狀態,繞組中無電流流過,此時定位系統由機械自鎖裝置保持位置,同時記憶斷電前電機的相位(數據端口d0~ d3或d4~ d7的對應狀態),在重新啟動電機時只需恢復斷電時電機所處的相位即可這樣在不工作時電機處于斷電狀態,繞組中無電流流過,從而避免長期通電引起電機溫升。
由可知,控制每個電機需要占用并行口數據端口的4個數據線,而計算機的每個并行口僅有8個數據線,因此僅用并行口數據端口的數據線將無法實現對6個步進電機的控制。在此使用鎖存器74ls373實現對并行口數據端口的擴展,如所示3片74ls373的oe輸出使能端均接地,其le鎖存控制端分別接并行口控制端計算機通過改變所輸出激勵脈沖的頻率,實現升降速控制在實驗中發現在轉速為200 pps時,電機出現失步現象所以實際系統中,電機工作頻率在300 pps~ 800pps范圍內,電機的最佳工作頻率為在500 pps 4結論本控制系統中,步進電機的每相繞組的驅動電流為180 ma,集成功率放大器tda1521在工作過程中未出現明顯溫升。由于在完成定位后電機處于斷電狀態繞組中無電流流過,電機未出現明顯溫升。在控制過程中,電機也未出現丟步現象,達到設計所提出的精度要求。










