步進電機驅動方式有很多種，下文就分別講解恒電壓驅動方式和恒電流斬波驅動方式的不同之處。

恒電壓驅動方式

單電壓驅動

單電壓驅動是指在電機繞組工作過程中，隻用一個方向電壓對繞組供電。如圖1所示，L為電機繞組
，VCC為電源。當輸入信號In為高電平時，提供足夠大的基極電流使三極管T處於飽和狀態
，若忽略其飽和壓降，則電源電壓全部作用在電機繞組上。當In為低電平時

，三極管截止，繞組無電流通過。


為使通電時繞組電流迅速達到預設電流
，串入電阻Rc；為防止關斷T時繞組電流變化率太大，而產生很大的反電勢將T擊穿，在繞組的兩端並聯一個二極管D和電阻Rd，為繞組電流提供一個泄放回路
，也稱“續流回路”。

單電壓功率驅動電路的優點是電路結構簡單、元件少
、成本低、可靠性高。但是由於串入電阻後
，功耗加大，整個功率驅動電路的效率較低
，僅適合於驅動小功率步進電機。

高低壓驅動

為了使通電時繞組能迅速到達設定電流，關斷時繞組電流迅速衰減為零
，同時又具有較高的效率，出現了高低壓驅動方式。


如圖2所示，Th
、T1分別為高壓管和低壓管，Vh、V1分別為高低壓電源，Ih、I1分(fen)別(bie)為(wei)高(gao)低(di)端(duan)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)。在(zai)導(dao)通(tong)前(qian)沿(yan)用(yong)高(gao)電(dian)壓(ya)供(gong)電(dian)來(lai)提(ti)高(gao)電(dian)流(liu)的(de)前(qian)沿(yan)上(shang)升(sheng)率(lv)
，而(er)在(zai)前(qian)沿(yan)過(guo)後(hou)用(yong)低(di)電(dian)壓(ya)來(lai)維(wei)持(chi)繞(rao)組(zu)的(de)電(dian)流(liu)。高(gao)低(di)壓(ya)驅(qu)動(dong)可(ke)獲(huo)得(de)較(jiao)好(hao)的(de)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)，但(dan)是(shi)由(you)於(yu)高(gao)壓(ya)管(guan)的(de)導(dao)通(tong)時(shi)間(jian)不(bu)變(bian)，在(zai)低(di)頻(pin)時(shi)，繞(rao)組(zu)獲(huo)得(de)了(le)過(guo)多(duo)的(de)能(neng)量(liang)，容(rong)易(yi)引(yin)起(qi)振(zhen)蕩(dang)。可(ke)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)其(qi)高(gao)壓(ya)管(guan)導(dao)通(tong)時(shi)間(jian)來(lai)解(jie)決(jue)低(di)頻(pin)振(zhen)蕩(dang)問(wen)題(ti)
，然(ran)而(er)其(qi)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)較(jiao)單(dan)電(dian)壓(ya)複(fu)雜(za)
，可(ke)靠(kao)性(xing)降(jiang)低(di)，一(yi)旦(dan)高(gao)壓(ya)管(guan)失(shi)控(kong)

，將(jiang)會(hui)因(yin)電(dian)流(liu)太(tai)大(da)損(sun)壞(huai)電(dian)機(ji)。

相關閱讀：1、解析步進電機發熱問題及解決方法
                  http://m.0-fzl.cn/motor-art/80020199
                  2
、對比分析：步進電機驅動電路優缺點
                  http://m.0-fzl.cn/motor-art/80020165
                  3、步進電機與伺服電機與的6個不同點
                  http://m.0-fzl.cn/motor-art/80020195
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恒電流斬波驅動方式

自激式恒電流斬波驅動

圖3為自激式恒電流斬波驅動框圖。把步進電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓，與D／A轉(zhuan)換(huan)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)預(yu)設(she)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，控(kong)製(zhi)功(gong)率(lv)管(guan)的(de)開(kai)關(guan)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)控(kong)製(zhi)繞(rao)組(zu)相(xiang)電(dian)流(liu)的(de)目(mu)的(de)。從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang)
，自(zi)激(ji)式(shi)恒(heng)電(dian)流(liu)斬(zhan)波(bo)驅(qu)動(dong)可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)機(ji)繞(rao)組(zu)的(de)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)在(zai)某(mou)一(yi)恒(heng)定(ding)值(zhi)。但(dan)由(you)於(yu)斬(zhan)波(bo)頻(pin)率(lv)是(shi)可(ke)變(bian)的(de)，會(hui)使(shi)繞(rao)組(zu)激(ji)起(qi)很(hen)高(gao)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)壓(ya)，因(yin)而(er)對(dui)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)幹(gan)擾(rao)，容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)振(zhen)蕩(dang)，可(ke)靠(kao)性(xing)大(da)大(da)降(jiang)低(di)。


它激式恒電流斬波驅動

為了解決自激式斬波頻率可變引起的浪湧電壓問題
，可在D觸發器加一個固定頻率的時鍾。這樣基本上能解決振蕩問題，但仍然存在一些問題。比如：當比較器輸出的導通脈衝剛好介於D觸發器的2個時鍾上升沿之間時，該控製信號將丟失，一般可通過加大D觸發器時鍾頻率解決。

細分驅動方式

這是本文討論的重點，也是該係統采用的驅動方法。細分驅動最主要的優點是步距角變小，分辨率提高，且提高了電機的定位精度、啟動性能和高頻輸出轉矩
；其(qi)次(ci)，減(jian)弱(ruo)或(huo)消(xiao)除(chu)了(le)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)
，降(jiang)低(di)了(le)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)在(zai)共(gong)振(zhen)區(qu)工(gong)作(zuo)的(de)幾(ji)率(lv)。可(ke)以(yi)說(shuo)細(xi)分(fen)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)是(shi)步(bu)進(jin)電(dian)動(dong)機(ji)驅(qu)動(dong)與(yu)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)一(yi)個(ge)飛(fei)躍(yue)。

細(xi)分(fen)驅(qu)動(dong)是(shi)指(zhi)在(zai)每(mei)次(ci)脈(mai)衝(chong)切(qie)換(huan)時(shi)，不(bu)是(shi)將(jiang)繞(rao)組(zu)的(de)全(quan)部(bu)電(dian)流(liu)通(tong)入(ru)或(huo)切(qie)除(chu)
，而(er)是(shi)隻(zhi)改(gai)變(bian)相(xiang)應(ying)繞(rao)組(zu)中(zhong)電(dian)流(liu)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)

，電(dian)動(dong)機(ji)的(de)合(he)成(cheng)磁(ci)勢(shi)也(ye)隻(zhi)旋(xuan)轉(zhuan)步(bu)距(ju)角(jiao)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。細(xi)分(fen)驅(qu)動(dong)時(shi)，繞(rao)組(zu)電(dian)流(liu)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)方(fang)波(bo)而(er)是(shi)階(jie)梯(ti)波(bo)，額(e)定(ding)電(dian)流(liu)是(shi)台(tai)階(jie)式(shi)的(de)投(tou)入(ru)或(huo)切(qie)除(chu)。比(bi)如(ru)：電流分成n個台階
，轉子則需要n次才轉過一個步距角
，即n細分，如圖4所示。


一般的細分方法隻改變某一相的電流，另一相電流保持不變。如圖所示
，在O°～45°，Ia保持不變，Ib由O逐級變大；在45°～90°
，Ib保持不變，Ia由額定值逐級變為0。該方法的優點是控製較為簡單，在硬件上容易實現
；但由圖5所示的電流矢量合成圖可知，所合成的矢量幅值是不斷變化的
，輸出力矩也跟著不斷變化
，從而引起滯後角的不斷變化。當細分數很大
、微步距角非常小時，滯後角變化的差值已大於所要求細分的微步距角，使得細分實際上失去了意義。

這就是目前常用的細分方法的缺陷，那麼有沒有一種方法讓矢量角度變化時同時保持幅值不變呢?由上麵分析可知
，隻改變單一相電流是不可能的，那麼同時改變兩相電流呢?即Ia
、Ib以某一數學關係同時變化，保證變化過程中合成矢量幅值始終不變。基於此，本文建立一種“額定電流可調的等角度恒力矩細分”驅動方法
，以消除力距不斷變化引起滯後角的問題。如圖6所示，隨著A
、B兩相相電流Ia
、Ib的合成矢量角度不斷變化，其幅值始終為圓的半徑。



下麵介紹合成矢量幅值保持不變的數學模型：當Ia=Im·cosx，Ib=Im·sinx時(式中Im為電流額定值，Ia、Ib為實際的相電流，x由細分數決定)
，其合成矢量始終為圓的半徑，即恒力距。

等角度是指合成的力臂每次旋轉的角度一樣。額定電流可調是指可滿足各種係列電機的要求。例如，86係列電機的額定電流為6～8 A，而57係列電機一般不超過6 A，驅動器有各種檔位電流可供選擇。細分為對額定電流的細分。

為實現“額定電流可調的等角度恒力距”，理論上隻要各相相電流能夠滿足以上的數學模型即可。這就要求電流控製精度非常高，不然Ia、Ib所合成的矢量角將出現偏差，即各步步距角不等
，細分也失去了意義。
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步進電機的選擇

步進電機有步距角（涉及到相數）

、靜轉矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。

1

、步距角的選擇

電機的步距角取決於負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等於或小於此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。

2
、靜力矩的選擇

bujindianjidedongtailijuyixiazihennanqueding，womenwangwangxianquedingdianjidejingliju。jinglijuxuanzedeyijushidianjigongzuodefuzai
，erfuzaikefenweiguanxingfuzaihemocafuzaierzhong。danyideguanxingfuzaihedanyidemocafuzaishibucunzaide。zhijieqidongshi（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進隻要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好，靜力矩一旦選定

，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）

3、電流的選擇
    
靜力矩一樣的電機，由於電流參數不同
，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流。
 
4、力矩與功率換算

步進電機一般在較大範圍內調速使用
、其功率是變化的，一般隻用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：

                p= ω·m
                ω=2π·n/60
                p=2πnm/60

其p為功率單位為瓦，ω為每秒角速度
，單位為弧度
，n為每分鍾轉速
，m為力矩單位為牛頓·米

              
p=2πfm/400(半步工作）
    
其中f為每秒脈衝數（簡稱pps)

步進電機在應用中的注意點
    
1、步進電機應用於低速場合---每分鍾轉速不超過1000轉

，（0.9度時6666pps)，最好在1000-3000pps(0.9度）間使用
，可通過減速裝置使其在此間工作

，此時電機工作效率高，噪音低。
    
2
、步進電機最好不使用整步狀態，整步狀態時振動大。
    
3、由於曆史原因，隻有標稱為12v電壓的電機使用12v外，其他電機的電壓值不是驅動電壓伏值 ，可根據驅動器選擇驅動電壓（建議：57byg采用直流24v-36v
，86byg采用直流50v,110byg采用高於直流80v），當然12伏的電壓除12v恒壓驅動外也可以采用其他驅動電源
， 不過要考慮溫升。
    
4、轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。
    
5、電(dian)機(ji)在(zai)較(jiao)高(gao)速(su)或(huo)大(da)慣(guan)量(liang)負(fu)載(zai)時(shi)，一(yi)般(ban)不(bu)在(zai)工(gong)作(zuo)速(su)度(du)起(qi)動(dong)
，而(er)采(cai)用(yong)逐(zhu)漸(jian)升(sheng)頻(pin)提(ti)速(su)，一(yi)電(dian)機(ji)不(bu)失(shi)步(bu)，二(er)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)噪(zao)音(yin)同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)停(ting)止(zhi)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)。
    
6、高精度時，應通過機械減速、提高電機速度,或采用高細分數的驅動器來解決，也可以采用5相電機，不過其整個係統的價格較貴，生產廠家少，其被淘汰的說法是外行話。
    
7
、電機不應在振動區內工作，如若必須可通過改變電壓
、電流或加一些阻尼的解決。
    
8、電機在600pps（0.9度）以下工作，應采用小電流
、大電感
、低電壓來驅動。
    
9、應遵循先選電機後選驅動的原則。
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步進電機調速注意特點

步進電機高速不能直接使用普通的交直流電源，需要專用的伺服控製器，應注意以下特點：

1
、keyiyongshuzixinhaozhijiejinxingkaihuankongzhi，zhenggexitongjiandanlianjia，weiyiyushurumaichongxinhaoshuxiangduiying，bujuwuchabuchangqijilei，kaihuankongzhixitongjijiandanyoujuyouyidingdejingdu； 在要求更高精度時，也可以采用閉環控製係統。

2
、由於步進電機無刷，因此本體部件少，可靠性高。

3、易於起動，停止，正反轉，速度響應性好
；停止時一般有自鎖能力。

4、步距角可在大範圍內選擇

，在小步距情況下，能夠在超低轉速下高轉距穩定運行，可以不經減速器直接驅動負載。

5、速度可在相當寬範圍內平滑調節， 可以用一台控製器同時控製幾台步進電機完全同步運行。

6、步進電機帶慣性負載能力較差
，由於存在失步和共振問題，步進電機的加減速方法在不同的應用狀態下
，情況較為複雜。

步進電機定位不準怎麼辦
？

在調機過程中發現步進電機定位不準現象怎麼辦？一般由以下幾方麵原因引起：

1、 改變方向時丟脈衝
，表現為往任何一個方向都準，但一改變方向就累計偏差

，並且次數越多偏得越多
；
2
、 初速度太高
，加速度太大
，引起有時丟步；
3

、 在用同步帶的場合軟件補償太多或太少
；
4、 馬達力量不夠；
5、 控製器受幹擾引起誤動作；
6、 驅動器受幹擾引起
；
7、 軟件缺陷；

針對以上問題分析如下：

1）一般的步進驅動器對方向和脈衝信號都有一定的要求
，如：方向信號在第一個脈衝上升沿或下降沿（不同的驅動器要求不一樣）到(dao)來(lai)前(qian)數(shu)微(wei)秒(miao)被(bei)確(que)定(ding)
，否(fou)則(ze)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)所(suo)運(yun)轉(zhuan)的(de)角(jiao)度(du)與(yu)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)的(de)轉(zhuan)向(xiang)相(xiang)反(fan)
，最(zui)後(hou)故(gu)障(zhang)現(xian)象(xiang)表(biao)現(xian)為(wei)越(yue)走(zou)越(yue)偏(pian)，細(xi)分(fen)越(yue)小(xiao)越(yue)明(ming)顯(xian)
，解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa)主(zhu)要(yao)用(yong)軟(ruan)件(jian)改(gai)變(bian)發(fa)脈(mai)衝(chong)的(de)邏(luo)輯(ji)或(huo)加(jia)延(yan)時(shi)。

2）由於步進電機特點決定初速度不能太高，尤其帶的負載慣量較大情況下,建議初速度在1r/s以下，這樣衝擊較小，同樣加速度太大對係統衝擊也大
，容易過衝
，導致定位不準;電機正轉和反轉之間應有一定的暫停時間,若沒有就會因反向加速度太大引起過衝。

3）根據實際情況調整被償參數值，（因為同步帶彈性形變較大，所以改變方向時需加一定的補償）。

4）適當地增大馬達電流，提高驅動器電壓（注意選配驅動器）

，選扭矩大一些的馬達。

5）係統的幹擾引起控製器或驅動器的誤動作，我們隻能想辦法找出幹擾源
，降低其幹擾能力（如屏蔽
，加大間隔距離等）
，切斷傳播途徑，提高自身的抗幹擾能力，常見措施：

①用雙紋屏蔽線代替普通導線，係統中信號線與大電流或大電壓變化導線分開布線，降低電磁幹擾能力。
②用電源濾波器把來自電網的幹擾波濾掉，在條件許可下各大用電設備的輸入端加電源濾波器，降低係統內各設備之間的幹擾。
③設備之間最好用光電隔離器件進行信號傳送，在條件許可下，脈衝和方向信號最好用差分方式加光電隔離進行信號傳送。在感性負載（如電磁繼電器、電磁閥）兩端加阻容吸收或快速泄放電路
，感性負載在開頭瞬間能產生10~100倍的尖峰電壓，如果工作頻率在20KHZ以上。

6）軟件做一些容錯處理，把幹擾帶來影響消除。