步进电机由于受到自身制造工艺的限制(zhi),如步(bu)距角的(de)大小由转子齿(chi)数和运行拍数决定,但(dan)转子齿数(shu)和运行拍数是有限(xian)的,因此步进电机的步(bu)距角一般较大(da)并且是固(gu)定的(de),步进的(de)分辨率低、缺乏灵活性、在低频运行时振动,噪音比其他微电机都高,使物理装置容易疲劳或损坏。这些缺点使步(bu)进电机(ji)只能(neng)应用在一些要求较低的场合,对要求较高的场合,只能采取闭环控制,增加了(le)系(xi)统的复杂(za)性,这(zhe)些缺(que)点严重限制了步进电机(ji)作为优良的开环控制组件的有(you)效利用。细分驱动技术在一(yi)定程度(du)上(shang)有效地克服了这些缺点。
步进电机细分驱动技术是年(nian)代中期发展(zhan)起来的一种可(ke)以显著改善步进电(dian)机综合使用性能的驱动技术。年(nian)美国学者、首次在美国增(zeng)量运动控制(zhi)系统及器(qi)件年会上提出步进电机步距角细分的(de)控制(zhi)方法。在其后的二十(shi)多(duo)年里,步进电(dian)机细分驱动得到了很大的发展。逐步(bu)发展到上世纪九十年代完全成熟的。我国对细分驱动技术的研究,起步时(shi)间与国外相差无几。
在九十年代中期的到了较大的发展。主要应用在工业、航天、机器(qi)人、精密(mi)测量等领域,如跟踪卫星用光电(dian)经纬仪、军用仪器、通讯和雷达等(deng)设备,细分驱动(dong)技术的广泛应用,使得电机的相数不受(shou)步距角的限制,为产品设计带来了方便。目(mu)前在步进电机的细(xi)分驱动(dong)技术上,采用斩波恒流驱动,仪(yi)脉冲(chong)宽度调(diao)制(zhi)驱动、电(dian)流矢量恒幅均匀旋转驱动(dong)控制(zhi)止,,几大大提(ti)高步进电机(ji)运(yun)行运转(zhuan)精度,使步进电机在中、小功率应用领域向高速且精密化的方向发展。
最初,对步进电机相电流(liu)的控制是由硬件来实现(xian)的,通常采(cai)用两种方法,采用多路功率开关电流供电,在绕组上进行电流叠(die)加(jia),这种方法使功率(lv)管损耗少(shao),但由于路数多,所以器(qi)件多,体积大(da)。
先对脉冲信号叠(die)加,再经功率管线性放(fang)大(da),获得阶梯形(xing)电流,优点(dian)是所用器件少,但(dan)功率(lv)管功耗大,系统功率低,如果(guo)管子(zi)工作在非线性区会引起失真、由于本身不可克服的缺点,因此目(mu)前已很少采用这两类方法。