1.4 步进电机自动半流电路

步进电机要减少发热，就要减少铜损和铁损。减少铜损就是减小电阻和电流，要求在选型
时尽量选择电阻小和额定电流小的电机，但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已
选定的电机，首先，应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能，自动半流在电
机处于静态时自动减小电流，脱机功能是将输出电机电流切断；其次，细分驱动器由于
电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。减少铁损与电机驱动电压有关，高压驱
动的电机虽然会带来高速特性的提升，但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电
压等级，兼顾高速性、平稳性和发热、噪声等指标。

为尽可能减小电机发熟，需要 TB6560 的 TQ2 和 TQ1 引脚电平在电机工作时设置为电流

“

”

输出最大，在电机不工作时电流减半甚至更小，故称为 自动半流电路 。用 NFA、NFB 定
义最大输出电流后，通过 TQ2 和 TQ1 设置电流比率输出，设为 00、01、10、11 时，输出的
电流分别为最大电流的 100％、75％、50％、25％。改变电机的驱动电流，也就改变了电机输
出扭矩的大小。自动半流电路设计选用可重复触发的单稳态电路芯片 74CH123，用电机的
驱动脉冲 CLK 作为单稳态电路的触发脉冲。单稳态电路的反向输出接 TQ2 引脚，电机驱
动脉冲持续时 TQ2 一直保持低电平，无驱动脉冲时保持高电平。在图 2 电路中，TQ1 连接
3 个跳线帽。接跳线 1，TQ2、TQ1 始终同为高或低电平，驱动电流在 25％～100％切换；
接跳线 2，TQ2 始终为低，电流在 50％～100％切换；接跳线 3，电流在 25％～75％切换。
可根据工作驱动电流需要选择不同跳线。

2 步进电机失步和越步问题及解决方法

步进电机中产生的同步力矩无法使转子速度跟随定子磁场的旋转速度，从而引起失步。失
步产生的主要原因及解决方法：

①

步进电机的转矩不足，拖动能力不够，当驱动脉冲频率达到某临界值开始失步。由于

步进电机的动态输出转矩随着连续运行频率的上升而降低，因而凡是比该频率高的工作
频率都将产生失步。

有 3 种解决方法：可使步进电机产生的电磁转矩增大，为此可在额定电流范围内适当加
大驱动电流；在高频范围转矩不足时，适当提高驱动电路的驱动电压；改用转矩大的步
进电动机等，也可使步进电机需要克服的转矩减小，为此可适当降低电机运行频率，以
便提高电机的输出转矩。

②

步进电机起动失步。由于步进电机自身及所带负载存在惯性，当加速时间过短时会出

现这一现象。应该设置合理的加速时间，使电机从低速度平稳上升到某个速度。

③

步进电机产生共振也是引起失步的一个原因。步进电机处于连续运行状态时，如果控

制脉冲的频率等于步进电机的固有频率，将产生共振。在一个控制脉冲周期内，振动尚未
得到充分衰减，下一个脉冲就已来到，因而在共振频率附近动态误差最大并导致步进电
机失步。解决方法：减小步进电机的驱动电流；采用细分驱动方法和阻尼方法。