步進電機的細分控制本質上是對步進電機勵磁繞組中的電流進行控制，在普通驅動方式下，驅動電路只是通過對電動機繞組激磁電流的「開」和「關」，使步進電動機轉子以其本身的步距角分步旋轉。步進電動機靠定子、轉子磁極間的電磁力來進行工作，當它處於「雙拍」狀態工作時，其定位位置是正好位於兩通電磁極的中間，即依靠兩通電磁極電磁吸引力的平衡而獲得的。由此可以推論:
如果能夠進一步仔細地控制兩磁極電磁吸引力的大小，使轉子磁極獲得更多種由於兩相定子磁極的電磁吸引力差異而形成的平衡定位位置。步進電機細分驅動方式就是應用了這一原理，在細分驅動時，細分控制器通過控制各相激磁繞組電流的逐步增大及逐步減小，讓轉子處於多個磁力平衡狀態使電機內部的合成磁場為均勻的圓形旋轉磁場，實現步距角變小、電動機的旋轉得到細化的目的。合成的磁場向量的幅值決定了電機旋轉力矩的大小，相鄰兩個合成磁場向量的夾角大小決定了該步距角的大小。
對於三相步進電機而言，向a、b、c繞組分別通以相位相差2/3π，而幅值相同的正弦波電流(圖1)，則合成的電流向量在空間做幅值恆定的旋轉運動，其對應的合成磁場向量也作相應的旋轉從而形成旋轉力矩（圖2）。
3 步進電動機驅動主迴路圖
步進電機控制系統框圖如圖4所示。採用fpga作為主控制晶元, 將控制器與驅動器的數位電路部分整合在一片fpga上實現。為了控制繞組電流，在設計中引入電流跟蹤型閉環反饋，反饋電流與給定的正弦電流（離散的正弦表）經過改進的比例積分pi調節後進行spwm調製，輸出6路pwm波，來控制驅動電路三個橋臂上的6個igbt開通關斷。
如果忽略死區時間控制每個橋臂的上下半橋的兩路pwm波互補即上半橋pwm波為高/低電平時，下半橋pwm波為低/高電平。系統採用14位寬度200mhz計數器產生pwm載波，載波頻率12.2khz，電流資料全部採用14位精度進行離散化。
200mhz時鐘由50mhz時鐘經pll倍頻產生。fpga輸出的pwm波經功率模組放大後，控制步進電機執行。步進電機執行狀態**速和轉向）通過led指示。
步進電機轉速是由查表速度決定的，cp是用來決定查表頻率，在細分等級一定的情況下cp速度越高電機轉速越快。如果電機在高細分下高速旋轉則cp脈衝頻率就會很高，導致pwm脈寬過小，使功率模組igbt控制橋臂頻繁開關，其結果是開關損耗大為增加，功率模組過熱。而高細分在步進電機高速旋轉時其優勢並不明顯，所以在不影響電機執行精度的情況下，系統根據轉速對細分精度在4096、2048、1024、512、256、128、64、32之間自動調節，使電機更加平穩可靠的執行。
五、參考文獻
[1]陳耀和．
《vhdl
語言設計技術》
．北京：電子工業出版社，
2004
。[2]
王振紅．
《vhdl
數位電路設計與應用實踐教程》
．北京：機械工業出版社
,2006
。[3]
侯伯亨．
《vhdl
硬體描述語言與數字邏輯電路設計》
．西安：西安電子科技大學出版社，
1997
。通過本次課程設計，我熟悉了硬體電路設計中的一些基本要求，並能夠獨立的完成一定
要求的電路設計任務。而且在原有的基礎上加深了對所學知識的應用以及對電路軟體
maxpllus ii
的熟悉。這是我此次設計中非常高興的一件事。同時我發現了自己到現在為止還存
在很多的不足，知識還是相當的缺乏。此次設計讓我對設計工作有了全新的認識——設計者
必須有廣泛的基礎知識，縝密的思路以及認真地工作態度和堅定的毅力。通過設計，發現自
己的不足，找到了自己努力方向，改進方向。同時更讓我認識到理論和實踐必須相結合，通
過理論指導實踐，在實踐中理解理論。
同時藉此機會，我想對在設計過程中給予我大力幫助的沈老師說聲：謝謝！是你給了我
許多的指導和幫助，才使我能夠順利完成此次的課程設計，同時通過這次的實踐也使我對這
門課程有了更多的感受和收穫，讓我受益匪淺！
步進電機驅動總結
步進電機驅動方式總結 一 方式一 uln2003驅動 適用範圍 最大驅動電流0.5a，驅動5v直流電機，5v二相六線線步進電機，12v二相六線線步進電機 短時間可用，發熱量大，注意散熱 無散熱片 注 二相四線線線步進電機不能用uln2003驅動，需要用h橋電路來驅動，或者使用專用晶元 二相四線步進電...
什麼是步進電機,什麼是步進電機驅動器
1.什麼是步進電機，什麼是步進電機驅動器？1.什麼是步進電機，什麼是步進電機驅動器？步進電機是一種作為控制用的特種電機,它的旋轉是以固定的角度 稱為 步距角 一步一步執行的,其特點是沒有積累誤差,所以廣泛應用於各種開環控制。步進電機的執行要有一電子裝置進行驅動,這種裝置就是步進電機驅動器,它是把控制...
微控制器控制步進電機驅動器工作原理
步進電機在控制系統中具有廣泛的應用。它可以把脈衝訊號轉換成角位移，並且可用作電磁制動輪 電磁差分器 或角位移發生器等。有時從一些舊裝置上拆下的步進電機 這種電機一般沒有損壞 要改作它用，一般需自己設計驅動器。本文介紹的就是為從一日本產舊式印表機上拆下的步進電機而設計的驅動器。本文先介紹該步進電機的工...