摘要：采用具有电细分的步时电机驱动技术可实现精密控制系统中高精度的位移。基于单片机的直流电压控制的电细分驱动技术，避免了绕组互感带来的误差，提高了细分精度。实验表明，当采用精密丝杆机构、螺距为1mm、步进电机步距离为1.8°、实现128细分时，可调整组件每步位置移动为0.04μm，最大误差为15%，均方误差为3.9%。

关键词：步进电机 直流电压控制 细分

在许多精密控制系统中需要有较高的位移精度。为实现高精度的位移与调整，常采用具有电细分的步进电机驱动技术。步进电机具有控制简单、无积累误差等优点。通常步进电机的电细分驱动有斩波恒流驱动与脉冲宽度调制驱动等方法。而采用单片机直流电压控制的电细分驱动方式，则具有线路简单、细分精度高的特点。

1 电细分驱动的原理

步进电机的电细分驱动是通过对电机励磁绕组电流进行控制，使步进电机定子的合成磁场成为按细分步距旋转的磁场，从而带动转子转动实现的。当两相相邻绕组同时通过不同大小的电流时，各相产生的转矩之和为零的位置为新的平衡位置，这样就实现了细分。图1所示的是步进电机电细分驱动的原理。如果将A相通电时磁场方向定义为起始位“0”，从A相通电变为B相通电磁场方向旋转了90°，这是步进电机整步运行情况如果A相、B相同时通电且通电电流相同，合成矢量方向为图中2所示方向，这是步进电机半步运行的情况。若以A相或B相单独通电时产生的磁场大小为半径（以R表示）画四分之一圆（如图2所示），即可算出位置“1”时的两分量A1=Rsinθ1,B1=Rcosθ1,同理可以算出A2=Rsinθ2，B2=Rcosθ;A3=Rsinθ3,B3=Rcosθ3。由于步时电机的运行依赖于电机内部定子绕组产生的磁场，而磁场的大小又依赖于圆绕组中电流I的大小，步进电机的定子绕组在加载直流电压的情况下，可以近拟为阻性精密控制系统中步进电机的电细分技术研究精密控制系统中步进电机的电细分技术研究-技术文章电子技术信息港