基于 80C196MC 的步进电机恒转矩技术 

    本文通过合理选择步进电机相绕组细分电流波形，提出并介绍了基于 80C196MC 单片

 

机控制的步进电机恒转矩斩波恒流细分驱动方案、技术实现及其应用。

    

 

引言

    步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的电磁机械装置,它
具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，已经在当今工业上得到广泛的应用，但其步矩
角较大，一般为 1.5o~3o，往往满足不了某些高精密定位、精密加工等方面的要求。实现细
分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。本文
在选择了合理的电流波形的基础上，提出了基于 Intel 80C196MC 单片机控制的步进电机

 

恒转矩细分驱动方案，其运行功耗小，可靠性高，通用性好，具有很强的实用性。

    

 

细分电流波形的选择及量化

    步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中电流的控制，使步
进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分。一般情
况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间
的夹角大小决定了步距角的大小。因此，要想实现对步进电机的恒转矩均匀细分控制，必
须合理控制电机绕组中的电流，使步进电机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉
冲所引起的合成磁场的角度变化也要均匀。我们知道在空间彼此相差 2p/m 的 m 相绕组，
分别通以相位上相差 2p/m 而幅值相同的正弦电流，合成的电流矢量便在空间作旋转运动，

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且幅值保持不变。这 点对于反应式步进电机来说比较困难，因为反应式步进电机的旋转
磁场只与绕组电流的绝对值有关，而与电流的正反流向无关。以比较经济合理的方式对三

 

相反应式步进电机实现步距角的任意细分。

    a 为电机转子偏离参考点的角度。ib 滞后于 ia，ic 超前于 ia。此时，合成电流矢量在所有
区间 b＝Ime-ja，从而保证合成磁场幅值恒定，实现电机的恒转矩运行。且步进电机在这
种情况下也最为平稳。将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步距角也是均匀的。
为了进一步得到更加均匀的细分步距角，可通过实验测取一组在通入量化电流波形时的
步进电机细分步距的数据，然后对其误差进行差值补偿，求得实际的补偿电流曲线。这些

 

工作大部分由计算机来完成。

    步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的电磁机械装置,它
具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，已经在当今工业上得到广泛的应用，但其步矩
角较大，一般为 1.5o~3o，往往满足不了某些高精密定位、精密加工等方面的要求。实现细
分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。本文
在选择了合理的电流波形的基础上，提出了基于 Intel 80C196MC 单片机控制的步进电机
恒转矩细分驱动方案，其运行功耗小，可靠性高，通用性好，具有很强的实用性。

    

 

细分电流波形的选择及量化

    步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中电流的控制，使步