步进电机驱动器恒流脉宽调制PWM的原理

发布时间:2023-05-23  

  步进电机驱动器的恒流PWM调制是一种将恒定电流输出到步进电机来驱动它旋转的技术。恒流PWM调制的原理是通过电流控制来控制步进电机的旋转,以确保在不考虑负载变化的情况下,电机始终以相同的速度旋转。在这种方式中,电流控制电路使用PWM技术来将直流电流传输到步进电机中。


  当需要让电机旋转时,将使用PWM调制器来将直流电压分成若干分时段,并将每个时段的电流大小控制为预定恒定值。然后,这些时段的电流再按照固定的时间间隔被传递到电机中,以驱动电机旋转。 这就可以确保电机以需要的恒定速度来旋转,而不会受到负载变化等因素的影响而减速。

  控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。


  例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等,都等于 ∏/n,但幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变化。


  如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合,且使矩形脉冲和相应正弦部分面积(即冲量)相等,就得到一组脉冲序列,这就是PWM波形。可以看出,各脉冲宽度是按正弦规律变化的。根据冲量相等效果相同的原理,PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。


  在PWM波形中,各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时,只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可,因此在交-直-交变频器中,PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。


  根据上述原理,在给出了正弦波频率,幅值和半个周期内的脉冲数后,PWM波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。按照计算结果控制电路中各开关器件的通断,就可以得到所需要的PWM波形。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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