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在定位系统中，受尺寸的限
制，所选用的步进电机要求
其径向尺寸较小、驱动功率不大，为此采用日本某公司的
M12SP――IN 微型步进电机。该步
进电机尺寸小（外径为
12mm），电机在断电时具有一定的保持力矩，故有记忆能力，可
以保证在完成定位后，电机断电而定位单元能够保持给定的位置，可以满足定位系统的要
求。
步进电机励磁绕组图
M12SP-IN 微型步进电机为双极型两相步进电机，工作电压为
12V，工作电流为 190mA，步距角为 18°，最大工作频率为 3450Hz，启动时最大频率为
1300Hz.电机励磁绕组为 A、B 两相。正转时激励方式为 AB→AB→AB→AB→AB，反向时为
反转。按此激励方式，电机工作过程中，每相绕组间隔一个脉冲后，电流需要反向，为此步
进电机的驱动器采用桥式驱动电路，使绕组可以正反两个方向通电。日方推荐使用的驱动电
路是采用三极管组成的平衡桥式放大电路。在该驱动电路中采用较多的三极管，电路较为复
杂，本系统采用某公司的音频集成功率放大器
TDA1521 作为驱动器。步进电机激励方式驱
动方向反转正转相是双声道的
2×12W 音频功率放大器。该功放所需外接的外围元器件极少，
使用方便，并具有过热保护功能、短路保护功能和静噪功能。
集成功率放大器
TDA1521 内部原理集成功率
路将
TDA1521 内部的两个功放接成桥式平衡放大器电路，作为步进电机的一相绕组的驱动
电路。为改善步进电机的工作特性，需要对步进电机进行灵活控制，如采取升降速控制、断
电保护等措施，因此步进电机的控制电路未采用硬件作为脉冲分配电路，而是由单片微处
理器
89c51 构成脉冲分配器，利用软件来实现所需要的脉冲激励方式。
步进电机控制
系统原理图在定位过程中，若某个步进电机到达指定位置
只需将这个电机的脉冲控制线，则电机处于断电状态绕组中无电流流过，此时定位系统由
机械自锁装置保持位置，同时记忆断电前电机的相位，在重新启动电机时只需恢复断电时
电机所处的相位即可。这样在不工作时电机处于断电状态绕组中无电流流过，从而避免长期
通电引起电机温升。单片机通过改变所输出激励脉冲的频率，实现升降速控制。在实验中，
发现在电机转速为
200pps 时电机出现失步现象，所以实际系统中，电机工作频率在 300pps
～
800pps 范围内。
步进电机的每相绕组的驱动电流为
180mA，集成功率放大器 TDA1521 在工作过程中
未出现明显温升。由于在完成定位后电机处于断电状态绕组中无电流流过，电机未出现明显
温升。在控制过程中，电机未出现丢步现象，达到设计所提出的精度要求。根据分析，将小
定子及霍尔元件逆旋转方向移动约
20°电角度，实测结果完全达到设计指标，额定负载时
的电流波形，但此时空载电流波形却非常糟糕，且空载电流远远大于按空载整定最佳换向
位置时的值。因此据分析与试验结果，可以得出如下结论：
（
1）由于
永磁体安装方式及电流大小不同，几千瓦的小功率无刷机电枢反应的影
响不明显，而功率较大时却成为必须加以考虑的因素。
（
2）由于电枢反应磁势的参与，气隙磁通与转子永磁体磁通的分布发生相位上的错开，
三点定位的转子位置间接检测方式由于定位的只是转子的磁极位置而不是气隙磁通的分布
因此不适用于中大功率的无刷机。
（
3）解决的办法是采用对气隙磁通而非永磁体进行直接或间接的检测来控制最佳换向
位置，或用软件的方法进行最佳换向的自适应控制等。
（此文转自
一览电机英才网）