三相混合式步進電機驅(qū)動器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、工業(yè)4.0時代的兩大主題：一是生產(chǎn)智能化；二是工廠智能化。生產(chǎn)方式的智能化需要高性能步進電機的參與來實現(xiàn)。隨著社會的發(fā)展，人們對步進電機控制的精確性與穩(wěn)定性有了更高的要求。因此，開發(fā)高性能且低功耗的三相混合式步進電機驅(qū)動器具有非常大的應(yīng)用價值。
　　論文首先介紹了國內(nèi)外步進電機的現(xiàn)狀以及發(fā)展情況，分析了三相混合式步進電機的控制原理、結(jié)構(gòu)特性、靜態(tài)與動態(tài)特性。詳細介紹了電流跟蹤型PWM、正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）、電壓空間矢量脈寬調(diào)

2、制（SVPWM）這三種脈寬調(diào)制技術(shù)。分析比較這三種脈寬調(diào)制技術(shù)后，采取了高電壓利用率的SVPWM技術(shù)。接著闡述了混合式步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)，介紹了相關(guān)矢量控制技術(shù)與SVPWM技術(shù)的算法推導(dǎo)過程。
　　論文以STM32F103R8T6處理器為控制核心，采用矢量控制方式設(shè)計了三相混合式步進電機驅(qū)動器。其中電源模塊保證了整個電路穩(wěn)定工作；功率驅(qū)動模塊采用抗干擾能力強、穩(wěn)定性高的集成IR2136S驅(qū)動芯片，控制逆變電路的輸出；電流檢測模塊保

3、證電機兩相電流的采集；主控電路模塊完成上位機控制信號的接受。軟件設(shè)計在硬件模塊化的基礎(chǔ)上采用模塊化設(shè)計，主要包括主程序模塊和中斷服務(wù)子程序模塊兩部分。中斷服務(wù)子程序模塊是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，它是由電流檢測子模塊、數(shù)字PI調(diào)節(jié)子模塊和SVPWM算法子模塊以Clarke變換和Park變換為基礎(chǔ)共同實現(xiàn)。
　　根據(jù)驅(qū)動器樣機的實驗結(jié)果，分析得出：驅(qū)動電流在低細分數(shù)時的波形也接近正弦波，電機實際工作時的噪音與振動很小，驗證了基于空間電壓矢