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高压型两相混合式步进电机驱动器设计
资料介绍
经过多年发展，步进电动机形成了控制简单、可在较大频率范围内通过脉冲控制实现调速和启停、组成开环驱动系统成本低且可靠等优点，在众多控制领域应用越来越广泛。
步进电动机与其他电机不同，不能通过交流电源直接驱动，必须通过专门的驱动器来构架驱动系统才能工作。由于制造工艺的限制，步进电机步距角不能做到足够小。为了改善这种状况，提高分辨率，本文采用了细分驱动技术。
本文设计的是一款基于AT89C2051单片机的高压型两相混合步进电机驱动器。传统两相混合式步进电机驱动器的工作电压输入一般为20-50V，在这种情况下下，输出的功率和力矩在一些工控场所有所不足。本设计对驱动器的电源电路和逆变桥等电路设计进行了改造和优化，把输入电压范围提升为24-110V，从而来得到更高的输出转矩。
在驱动技术确定方面，本文对两相混合式步进电机工作原理和内部磁场数学模型进行了解析；通过分析比较各类驱动技术，采用了PWM恒频恒流斩波与可变细分相结合的控制技术，即用相绕组反馈电流和给定电流的差值信号经过三角波进行调制得到的PWM脉冲实现绕组电流细化控制。
在具体实现方面，本系统设计主要分硬件电路实现和软件实现两大模块。在硬件实现方面，主要包括了开关电源设计、AT89C2051外围控制电路设计、给定信号电路设计、电流检测电路设计，以及由IR2103和IRF640构成的驱动电路设计等各类设计；在软件设计方面主要完成主程序、中断细分程序的设计。
最后，对驱动器运行稳定性和运行精度等性能指标进行了测试。从测试结果看，本驱动器能在低频下平稳运行，在高频时能保持良好的输出力矩。
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