浅谈步进电机控制的主流技术

步进电机是由脉冲控制运行的特殊同步电动机，对应每一供电脉冲，都产

生一个恒定量的步进运动，可以是角位移或线位移。步进电机可以实现信号变
换，是数字控制系统中广泛应用的执行元件。它具有一定的开环控制精度，步
距误差不长期积累，易于启动、停止、正反转及变速，与上位机接口简单方便
等特点。随着电力电子技术、控制技术以及电机本体的发展，步进电机在办公

 

自动化、产业自动化机器、数控机械等众多领域获得更广泛的应用。同时步进电
机驱动器也得到了很大的发展和改进[2,3,4]。但是目前在产业应用中，多数驱
动器体积较大，通用性不强，往往要求外接多路电源，而且本钱不低。为此，
本文提出了一种单一电源输进、宽电压、宽电流、低本钱的两相混合式步进电机
驱动器设计方案，并通过试验和实际使用验证了其通用性强，控制简单，可

 

靠性高的特性。
    恒流斩波控制技术是目前步进电机控制的主流技术，驱动方式采用 PWM
等方式，使相绕组电流无论在低频或高频段工作时都保持基本恒定。由于电机
的电磁转矩只与电机相绕组电流相关，所以恒流斩波控制技术能够保证电机
牵出转矩的均匀值基本恒定。同时，电机的高频响应得以进步，共振现象减弱。
该两相混合式步进电动机驱动器充分利用了 L297 的功能，采用恒流斩波驱动
控制方法。通过采样电阻反馈相绕组电流值与设定的相绕组电流峰值相比较，
产生驱动控制信号，使电源电压工作在开关状态，进而使绕组电流保持在设
定值四周波动。由于电源电压并不是一直向绕组供电，而只是一个个窄脉冲，
总的输进能量是各脉冲时间的电压与电流乘积的积分，取自电源的能量大幅
度下降，降低了发热量，具有较高的效率。