就DC馬達(dá)而言，通過(guò)升高電壓（如果使用脈寬調(diào)制，則增加占空比），可以控制馬達(dá)傳動(dòng)軸達(dá)到某個(gè)指定速度的快慢。但是，如果是步進(jìn)馬達(dá)，則改變電壓不會(huì)對(duì)馬達(dá)速度產(chǎn)生任何影響。沒(méi)錯(cuò)，改變電壓大小可以改變繞組電流電荷的速率，從而改變步進(jìn)馬達(dá)的最大速度，但是，馬達(dá)速度是由繞組電流開(kāi)關(guān)或者整流的速率所決定。

    我們可以做這樣的假設(shè)嗎：步進(jìn)馬達(dá)是一些不需要受控加速過(guò)程的機(jī)器？如果可以，那么我們就可以無(wú)所顧忌地讓步進(jìn)馬達(dá)工作在任何目標(biāo)速度下嗎？事實(shí)是，相比其他馬達(dá)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，步進(jìn)馬達(dá)更加需要通過(guò)加速和減速過(guò)程來(lái)激勵(lì)。以任意速度啟動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)，可能會(huì)帶來(lái)可怕的后果。

    本文中，我們假設(shè)讀者已熟悉如何利用市場(chǎng)上已有集成微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，對(duì)步進(jìn)馬達(dá)進(jìn)行控制。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器（例如：TI DRV8818等）的輸出與方波（“步進(jìn)輸入”）頻率成正比。每個(gè)“步進(jìn)”脈沖均等于驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)邏輯定義步進(jìn)（即微步進(jìn)）。因此，改變方波頻率，也會(huì)相應(yīng)改變步進(jìn)馬達(dá)的速率。

    圖 1 顯示了某個(gè)馬達(dá)制造廠(chǎng)商的傳統(tǒng)步進(jìn)速率/扭矩曲線(xiàn)圖，其中起始頻率fs為一個(gè)重要參數(shù)。我們必須知道，要想正常啟動(dòng)這種特殊的馬達(dá)，必須使用一個(gè)小于 fs 的步進(jìn)速率。使用大于 fs 的步進(jìn)速率啟動(dòng)馬達(dá)，可能會(huì)使馬達(dá)停轉(zhuǎn)，并失去同步性。一旦出現(xiàn)這種情況，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)控制將受到嚴(yán)重的影響。表面看起來(lái)，這是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，但實(shí)際卻很容易解決。您需要做的只是讓馬達(dá)以某個(gè)低于fs的步進(jìn)速率啟動(dòng)，然后提高速度，直到達(dá)到目標(biāo)速度為止。遵循這一原則以后，步進(jìn)馬達(dá)便可以通過(guò)遠(yuǎn)超 fs 的步進(jìn)速率來(lái)驅(qū)動(dòng)—只要速度保持在所示扭矩/速度曲線(xiàn)以下。


圖 1 雙極恒流步進(jìn)馬達(dá)的扭矩/速度曲線(xiàn)





    SPS 是我們希望獲得的每秒步進(jìn)數(shù)，即馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)速率。必須對(duì) SPS 定時(shí)器編程，實(shí)現(xiàn)以該速率發(fā)出脈沖。根據(jù)定時(shí)器的振蕩器頻率，典型方程式為：