提高步进电机运行质量的电流控制方法

此电机最理想的运行结果，虽然我们可以通过预调整驱动波形来补偿电机结构引起的问题以进一步提高运行质量。

图11：模拟电流驱动电机运行测量。

接着，在相同设置和试验条件下，用市面上通用的双极步进驱动器来驱动电机，采用传统的峰值电流控制和使用外部检测电阻器。该驱动器电流增大时采用慢衰减模式，电流减小采用混合衰减模式。

混合衰减模式的阈值设置尽量优化，使得慢衰模式工作时间尽可能长，同时当电流幅值减小到零时能一直保证跟踪所期望的理想波形。这样可以尽可能的减小PWM电流纹波，也就是尽量减小速度的变化量。

如图12所示，采用这种传统步进驱动芯片，速度的变化是模拟正弦和余弦波电流驱动的三倍。这意味着电机噪声，振动，以及定位误差都增加了。

图12：传统控制调节方案下的电机运行质量。

MPS MP6500步进驱动集成芯片，采用内部电流采样和上述的自动衰减电流调节方案，可以实现更好的电机运行质量。如图13所示，速度变化虽不是和模拟正弦和余弦波电流驱动的结果一样小，但是比传统的驱动方案要改善许多，使得电机运行更平稳安静，定位更精确。

图13：MP6500驱动的电机运行质量

高速运行

正如我们在图3中看到的，在很高的步率情况下，传统的电流控制技术不能很好控制绕组电流，有可能产生严重的电流波形畸变。随着电机的转速不断增大，反电动势会越来越大，在它作用下相电流随速度的增大而减小，且电流下降的时间也减少，从而导致力矩变小甚至失速。相对于传统方案，MP6500的改进自适应电流控制模式可以使电机运行在更高的速度。

图14为，同上测试系统下采用传统电流控制模式，电机转速不断提高的测试结果（横轴为时间，纵轴为转速）。失速发生时，速度测量结果是在8V左右，相当于在480RPM。

图14：传统控制模式的提速测试。

使用相同的设置和绕组电流，如图15所示，由于更好的自适应电流调节控制方案，MP6500可以驱动明显更高的速度。失速发生时，速度测量结果是在10V左右，相当于在600RPM。

图15：MP6500的提速测试。

结论

相对于传统的步进电机的驱动芯片，MP6500采用了先进的自适应电流控制方案，在保证总系统成本不变或更低的情况下，能明显改善步进电机的运行质量。应用本文中描述的测试设备，我们可以定量的测试和验证此方案下运行质量的改进与提高。