步進(jìn)電機(jī)作為電磁機(jī)械裝置，其進(jìn)給的分辨率取決于細(xì)分驅(qū)動技術(shù)。采用軟件細(xì)分驅(qū)動方式，由于編程的靈活性、通用性，使得步進(jìn)細(xì)分驅(qū)動的成本低、效率高，要修改方案也易辦到。同時，還可解決步進(jìn)電機(jī)在低速時易出現(xiàn)的低頻振動和運(yùn)行中的噪聲等。但單一的軟件細(xì)分驅(qū)動在精度與速度兼顧上會有矛盾，細(xì)分的步數(shù)越多，精度越高，但步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度卻降低；要提高轉(zhuǎn)動速度，細(xì)分的步數(shù)就得減少。為此，設(shè)計了多級細(xì)分驅(qū)動系統(tǒng)，通過不同的細(xì)分檔位設(shè)定，實(shí)現(xiàn)不同步數(shù)的細(xì)分，同時保證了不同的轉(zhuǎn)動速度。

 

1 細(xì)分驅(qū)動原理

 

步進(jìn)電機(jī)控制中已蘊(yùn)含了細(xì)分的機(jī)理。如三相步進(jìn)電機(jī)按A→B→C……的順序輪流通電，步進(jìn)電機(jī)為整步工作。而按A→AC→C→CB→B→BA→A……的順序通電，則步進(jìn)電機(jī)為半步工作。以A→B為例，若將各相電流看作是向量，則從整步到半步的變換，就是在IA與IB之間插入過渡向量IAB，因為電流向量的合成方向決定了步進(jìn)電機(jī)合成磁勢的方向，而合成磁勢的轉(zhuǎn)動角度本身就是步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度。顯然，I AB的插入改變了合成磁勢的轉(zhuǎn)動大小，使得步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度由θb變?yōu)?.5 θb，從而也就實(shí)現(xiàn)了2步細(xì)分。由此可見，步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分原理就是通過等角度有規(guī)律的插入電流合成向量，從而減小合成磁勢轉(zhuǎn)動角度，達(dá)到步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的目的。

 

在三相步進(jìn)電機(jī)的A相與B相之間插入合成向量AB，則實(shí)現(xiàn)了2步細(xì)分。要再實(shí)現(xiàn)4步細(xì)分，只需在A與AB之間插入3個向量I1、I2、I3，使得合成磁勢的轉(zhuǎn)動角度θ1=θ2=θ3=θ4，就實(shí)現(xiàn)了4步細(xì)分。但4步細(xì)分與2步細(xì)分是不同的，由于I1、I2、I3 3個向量的插入是對電流向量IB的分解，故控制脈沖已變成了階梯波。細(xì)分程度越高，階梯波越復(fù)雜。

 

在三相步進(jìn)電機(jī)整步工作時，實(shí)現(xiàn)2步細(xì)分合成磁勢轉(zhuǎn)動過程為IA→IAB→IB；實(shí)現(xiàn)4步細(xì)分轉(zhuǎn)動過程為IA→I2→IAB……；而實(shí)現(xiàn)8步細(xì)分則轉(zhuǎn)動過程為IA→I1→I2→I3→IAB……?？梢?，選擇不同的細(xì)分步數(shù)，就要插入不同的電流合成向量。