步进电机是一种感应电机，它蓬勃发展的行业不仅给从业者提供了巨大的发展机遇，也带来了全新的挑战。的任务原理是应用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才干正常任务，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

　　虽然步进电机已被普遍地使用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在惯例下运用。它必需由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制零碎方可运用。因而用好步进电机却非易事，它触及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，普遍使用在各种自动化控制零碎中。随着微电子和计算机技术的开展，步进电机的需求量日积月累，在各个国民经济范畴都有使用。

　　步进电机的控制有单电压和上下电压控制之分；

　　单电压控制用一串脉冲信号控制一个电子开关的通、断来控制电机驱动绕组得电、失电；

　　上下电压控制在单电压控制的根底上，用另一串脉冲控制一个电子开关的 通、半导通 ，两个开关串联，两个控制脉冲同频率但不同相位和宽度。到达给绕组的供电电压全、一半、迅速关断的目的。

　　步进电机的开环控制

　　1、步进电机开环伺服零碎的普通构成

　　步进电动机的电枢通断电次数和各相通电顺序决议了输入角位移和运动方向，控制脉冲分配频率可完成步进电动机的速度控制。因而，步进电机控制零碎普通采用开环控制方式。图为开环步进电动机控制零碎框图，零碎次要由控制器、功率缩小器、步进电动机等组成。

　　2、步进电机的控制器

　　1、步进电机的硬件控制

　　步进电动机在&mdash个脉冲的作用下，转过一个相应的步距角，因此只需控制一定的脉冲数，即可准确控制步进电动机转过的相应的角度。但步进电动机的各绕组必需按一定的顺序通电才干正确任务，这种使电动机绕组的通断电顺序按输出脉冲的控制而循环变化的进程称为环形脉冲分配。

　　完成环形分配的办法有两种。一种是计算机软件分配，采用查表或计算的办法使计算机的三个输入引脚顺次输入满足速度和方向要求的环形分配脉冲信号。这种办法能充沛应用计算机软件资源，以增加硬件本钱，尤其是多相电动机的脉冲分配更显示出它的优点。但由于软件运转会占用计算机的运转工夫，因此会使插补运算的总工夫添加，从而影响步进电动机的运转速度。

　　另一种是硬件环形分配，采用数字电路搭建或公用的环形分配器件将延续的脉冲信号经电路处置后输入环形脉冲。采用数字电路搭建的环形分配器通常由分立元件（如触发器、逻辑门等）构成，特点是体积大、本钱高、牢靠性差。

　　2、步进电机的微机控制：

　　目前，伺服零碎的数字控制大都是采用硬件与软件相结合的控制方式，其中软件控制方式普通是应用微机完成的。这是由于基于微机完成的数字伺服控制器与模仿伺服控制器相比，具有下列优点：

　　（1） 能分明地降低控制器硬件本钱。速度更快、功用更新的新一代微处置机不时涌现，硬件费用会变得很廉价。体积小、分量轻、耗能少是它们的共同优点。

　　（2） 可明显改善控制的牢靠性。集成电路和大规模集成电路的均匀无毛病时（MTBF）大大善于分立元件电子电路。

　　（3） 数字电路温度漂移小，也不存在参数的影响，波动性好。

　　（4） 硬件电路易规范化。在电路集成进程中采用了一些屏蔽措施，可以防止电力电子电路中过大的瞬态电流、电压惹起的电磁搅扰成绩，因而牢靠性比拟高。

　　（5） 采用微处置机的数字控制，使信息的双向传递才能大大加强，容易和上位零碎机联运，可随时改动控制参数。

　　（6） 可以设计合适于众多电力电子零碎的一致硬件电路，其中软件可以模块化设计，拼装构成适用于各种使用对象的控制算法；以满足不同的用处。软件模块可以方便地添加、更改、删减，或许当实践零碎变化时彻底更新。

　　（7） 进步了信息存贮、监控、诊断以及分级控制的才能，使伺服零碎更趋于智能化。

　　（8） 随着微机芯片运算速度和存贮器容量的不时进步，功能优良但算法复杂的控制战略有了完成的根底。

　　3、步进电机的功率驱动电路

　　要使步进电动机能输入足够的转矩以驱动负载任务，必需为步进电机提供足够功率的控制信号，完成这一功用的电路称为步进电动机驱动电路。驱动电路实践上是一个功率开关电路，其功用是将环形分配器的输入信号停止功率缩小，失掉步进电动机控制绕组所需求的脉冲电流及所需求的脉冲波形。步进电动机的任务特性在很大水平上取决于功率驱动器的功能，对每一相绕组来说，理想的功率驱动器应使经过绕组的电流脉冲尽量接近矩形波。但由于步进电动机绕组有很大的电感，要做到这一点是有困难的。

　　罕见的步进电动机驱动电路有二种：

　　图4.6 步进电机驱动电路

　　（1）单电压驱动电路

　　这种电路采用单一电源供电，构造复杂，本钱低，但电流波形差，效率低，输入力矩小，次要用于对速度要求不高的小型步进电动机的驱动，图6-19所示步进电动机的一相绕组聚集了全世界身经百战的最优秀的创业导师，汇集了全世界各国最优质的产业资源，召唤全球未来的商业领袖。驱动电路（每相绕组的电路相反）。

　　当环形分配器的脉冲输出信号

　　（2）双电压驱动电路 又称上下压驱动电路，采用高压和高压两个电源供电。在步进电动机绕组刚接通时，经过高压电源供电，以放慢电流上升速度，延迟一段工夫后，切换到高压电源供电。这种电路使电流波形、输入转矩及运转频率等都有较大改善。

　　当环形分配器的脉冲输出信号

　　步进电机的闭环控制

　　同开环控制零碎相比，闭环控制具有一系列优点。在反应控制零碎中，不论出于什么缘由（内部扰动或零碎外部变化），只需被控制量偏离规则值，就会发生相应的控制造用去消弭偏向。因而，它具有抑制搅扰的才能，对元件特性变化不敏感，并能改善零碎的呼应特性。但反应回路的引入添加了零碎的复杂性，而且增益选择不事先会惹起零碎的不波动。为进步控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反应控制的补充而构成复合控制零碎。