第六章數控機床的進給伺服系統第六章數控機床的進給伺服系統16.1概述6.1.1伺服系統的組成

組成：伺服電路、伺服驅動裝置、機械傳動機構及執行部件。作用：接受數控系統發出的進給速度和位移指令信號→由伺服驅動電路作一定的轉換和放大后→經伺服驅動裝置(直流、交流伺服電機、電液脈沖馬達、功率步進電機、電液伺服閥—液壓馬達等)→機械傳動機構→驅動機床的工作臺、主軸頭架等執行部件實現工作進給和快速運動。數控進給伺服系統的性能，取決于組成它的伺服驅動系統與機械傳動機構中各環節的特性，也取決于系統中各環節性能參數的合理匹配。數控進給伺服系統是一個位置控制系統。6.1.1伺服系統的組成組成：伺服電路、伺服驅26.1.2數控機床對伺服系統的要求

準確、可靠地執行指令

調速范圍寬-----10000：1以上，且穩定性好帶負載能力強------負載特性硬；足夠大的加（減）速力矩

動態響應快-----快速跟隨指令脈沖，可頻繁起、停、反向；盡快消除負載擾動

誤差無累積

位置精度高

返回下一頁上一頁6.1.2數控機床對伺服系統的要求準確、可靠地執行指令36.2步進電動機伺服系統CNC步進電機

伺服驅動電路

工作臺

結構簡單特點：適用于速度不高及精度較低場合

可采用細分驅動技術提高定位精度及低速特性6.2步進電動機伺服系統CNC步進電機伺服驅動電路工46.2.1步進電機的結構及工作原理1.定義步進電機亦稱脈沖電機（控制電機），是把電脈沖信號轉換為相應的角位移（或線位移）的電—機械裝置，是一種輸出與輸入的數字脈沖對應的增量驅動元件。6.2.1步進電機的結構及工作原理1.定義52.分類

永磁式按工作原理分反應式工作原理不同，結構不同永磁感應式混合式?按勵磁相數分：3相、4相、5相、6相等

快速步進電機?按功率分：功率步進電機步進電動機伺服系統介紹課件63.反應式步進電機的結構

步進電機由轉子和定子兩部分組成定子上有繞組分為若干相，每相磁極上有極齒。左圖為三相定子：AA’,BB’,CC’A、B、C三相每相兩極，每極上五個齒1)定子五個極齒3.反應式步進電機的結構步進電機由轉子和定子兩部分組成定子7

定子上線圈的繞法下一頁上一頁返回定子上線圈的繞法下一頁上一頁返回8

2)轉子

轉子上有均勻分布的齒，沒有繞組。轉子齒間夾角為9o左圖為一轉子示意圖：下一頁上一頁返回2)轉子轉子上有均勻分布的轉子齒間夾角為9o左圖為一9下一頁上一頁步進電機返回下一頁上一頁步進電機返回10步進電機功率驅動器下一頁上一頁返回步進電機功率驅動器下一頁上一頁返回11下一頁上一頁步進電機功率驅動器返回下一頁上一頁步進電機功率驅動器返回125.工作原理5.工作原理13

三拍通電激磁，步距角θs

==3o一般θs=m——繞組相數；Z——轉子齒數。六拍通電激磁，步距角θs

==1.5o下一頁上一頁返回三拍通電激磁，步距角θs=14定子繞組通斷電順序→轉子轉向

定子繞組通斷電轉換頻率→轉子轉速

定子繞組通斷電次數→轉子轉角

三相單三拍A→B→C→A（K=1）

三相雙三拍AB→BC→CA→AB（K=1）

三相六拍A→AB→B→BC→C→CA→A（K=2）

通斷電方式下一頁上一頁定子繞組通斷電順序→轉子轉向定子繞組通斷電轉156.步進電機的主要特征

a.步距誤差不積累，轉一圈后，步距誤差為0步進電機有兩個特點：

b.轉速與脈沖頻率f成正比1）靜態距角特征定義：靜態時（步進電機某相繞組通電時，轉子處于不動狀態），電磁轉矩T與失調角θ之間的關系，即T＝f(θ)

當某相繞組通電時有，

轉子無力矩輸出，加一負載力矩TL。

6.步進電機的主要特征16轉子瞬時針轉過一個角度θ，當T＝TL時平衡。θ（失調角）經大量的實驗，步進電機繞組的矩角特性為正弦曲線。

靜態距角特性的物理意義：在靜態下，轉子受TL作用θ≠0，但只要θ≠±π時，當TL撤除后，在電磁力矩的作用下，轉子必然回到其穩態平衡點0。一般，步進電機各相繞組的距角特性必須大致相同，否則會引起低頻振動使精度下降。常采用調整相電流的方法，使距角特性大致相同。轉子瞬時針轉過一個角度θ，當T＝TL時平衡。θ（失調172）啟動頻率定義：步進電機在帶載狀態下，能夠不失步啟動的最高頻率fst。一般空載啟動頻率比帶載高。一般在fst下的最大轉矩稱為啟動轉矩Tq，設計中Tq≥TL。在步進電機產品說明書中給定了Tmax，可以通過上表查出Tq，反過來核算其帶載的能力。從下圖可以看出θs減小兩繞組距角特性之交點Tq增大。0.8660.8660.9510.8090.7070.7070.8660.5Tq/Tmax1261058463拍數6543相數反應式步進電機啟動轉矩2）啟動頻率0.8660.8660.9510.8090.70183）最高工作頻率步進電機工作頻率連續上升時，電動機不失步運行的最高頻率稱為最高工作頻率。它的值也和負載有關。很顯然，在同樣負載下，最高工作頻率遠大于己于啟動頻率.

在連續運行狀態下，步進電機的電磁力矩隨頻率的升高而急劇下降，這兩者的關系稱為矩頻特性.4）矩頻特性3）最高工作頻率步進電機工作頻率連續上升時，電動機不失步運行194)步距角（θ）及步距誤差步距角是兩個相臨脈沖時間內轉子轉過的角度,一般來說步距角越小,控制越精確。

步距誤差直接影響執行部件的定位精度.步進電動機單相通電時,步距誤差取決于定子和轉子的分齒精度,和各相定子錯位角度的精度。多相通電時,其不僅與上述因素有關,還和各相電流大小,磁路性能有關。返回下一頁上一頁4)步距角（θ）及步距誤差步距角是兩個相臨脈沖時間內轉20（2）穩態即步進電機的換相頻率為恒定的情況，即換相頻率較寬，是從0～fmax之間，在這個頻率范圍中分為三個區。a.低頻區即低于共振區間，在這個頻率范圍內，步進電機轉子轉一步的時間周期比換相周期短。轉子每一步表現為衰減振動，最后穩定于平衡位置，轉子從0增大到amax啟動，然后以衰減振動形成停在新的平衡位置；引起步進電機較大的振動從而影響精度。b.共振區當換相頻率接近轉子共振頻率或是共振頻率整倍數的區域為共振區。在該區域內產生較大的振動。c.高頻區即高于共振的頻率區間，該區間步進電機工作正常，很少產生振動。

7.步進電機的基本工作狀態（1）靜態指步進電機某相（某n相）繞組中通以恒定的電流，轉子處于固定的位置而不動的狀態。靜態時，繞組電流imax,故繞組有發熱現象。（2）穩態7.步進電機的基本工作狀態21（3）過渡態指步進電機從一種工作狀態進入另一種工作狀態。如，從靜止到轉動、從轉動到靜止、從正傳到反轉等。這些狀態轉變的過渡過程為過渡態。a.啟動電機頻率從0增大到fst,轉子轉速從0增大到nst,當fst高時，指令中止。b.制動從穩步狀態fn減小到0時，轉子從nn減小到0，當f高時，產生過沖制動。采用不斷降速后制動。c.反轉從正到反，從反到正。（3）過渡態228計算式（另一種表達）步距角：例：ABC為三相三拍，ABBCCA雙三拍AABBBCCCA三相六拍或：例：一步進電機，Zr＝40，若按三相六拍運行，θs？若電機輸出軸帶動導程6mm的驅動機構，δp?解：驅動模型為根據式8計算式（另一種表達）236.2.2步進伺服驅動電路下一頁上一頁6.2.2步進伺服驅動電路下一頁上一頁24

用3個D觸發組成，初始狀態從置／復位端輸入一個,A、B、C狀態分別為：

1.環形脈沖分配器

（1）硬環分（以三相六拍為例）用3個D觸發組成，初始狀態從置／復位端輸入一個25

CBA通電狀態“1”，斷點“0”初始狀態001A

第一脈沖011AB實現了三相六拍

第二脈沖010B正轉的通電拍序第三脈沖110BC

第四脈沖100C第五脈沖101CA第六脈沖001A

26

目前硬環分已形成集成電路，按電路結構結構不同分為TTL.CMOS，國產的YB系列有YB014YB015及YB016均為18引腳直插式封裝。例：YB016A－F相：六相繞組輸出端（輸出低電平≤0.4V，輸出高電平≥2.4V）。：選通控制輸出。控制分配器是否輸出一定順序的脈沖。、：選通輸出控制端，決定步進電機的旋轉方向。

±△：正反轉控制端，決定步進電機的旋轉方向。

S：出錯報告輸出。

CP：時鐘輸出端，決定分配器輸出脈沖的頻率。：清零，對分配器清零，以使正常工作

A0、A1：勵磁控制，確定通電方式。例：A0

A1

00單六拍(ABCDEF)

01三二相十二拍(ABCBCBCDCDABFABFAEFAEFDEFDECDE)10三相六拍(ABCBCDCDEDEFEFAFABT)

11三四相十二拍(ABCABCDBCDBCDECDECDEFDEFFABCFABEFABEFADEFA)目前硬環分已形成集成電路，按電路結構結構不同分為TT27（2）軟還分上述硬環分的邏輯功能用軟件可以模擬實現，按三相六拍的通電順序，依次向步進電機繞組輸入“0”或“1”兩種狀態。硬件電路如下：（2）軟還分28

設8255n地止為：OFFF8H~OFFFEH,依次從PB0~PB2

輸入01H03H02H06H04H05H01H,即可實現與硬環分同樣的效果。

MOVAL,80HMOVDX,OFFFEHOUTDX,AL；8255初始，A、B、Cn均為輸出方式MOVCL,06；L1:MOVSI,3800H；數據指針L2:MOVAL,[SI]；從數據表中取數

MOVDX,OFFFAHOUTDX,AL；從Bn端口輸出數據CALLDELAY；調延時子程序INCSIDECCLJNZL2

JMPL1DELAY:CALL20MS；調用20ms子程序

RET設8255n地止為：OFFF8H~OFFFEH,依次從PB0292步進電機驅動電源

（1）．對驅動電源的要求

實際上，步進電機是感性負載，繞組中電流不能突變，而是按指數規律上升或下降,從而使整個通電周期內，繞組電流平均值下降，電機輸出轉矩下降。

理想驅動電源使電機繞組電流盡量接近矩形波。而當電機運行頻率很高時，電流峰值顯著小于額定勵磁電流，從而導致電機轉矩進一步下降，嚴重時不能啟動。

下一頁上一頁2步進電機驅動電源（1）．對驅動電源的要求實際上，步30

上升時電流時間常數Ti=L/R

L——步進電機繞組平均電感量

R——通電回路電阻，包括：

繞組內阻、功率放大器輸出級內阻、串聯電阻

下降時電流時間常數Td=L/RD

RD——放大回路電阻

為了提高步進電機動態特性，必須改善電流波形，使前后沿陡度增大，方法有：

下一頁上一頁上升時電流時間常數Ti=L/RL——步進電機311)電阻法

從Ti=L/R

知，為Ti

，可R，故可在進電機繞組回路中串聯一個電阻Ro此時，Ti=L/(r+R0)

特點：線路簡單，但

Ro(10Ω)上消耗一定功率，發熱量大，也降低了放大器的效率，只適于小功率步進電機。

下一頁上一頁1)電阻法從Ti=L/R知，為Ti，可322)電壓法

電感繞組通電狀態時，繞組上電流為

Im=(E/r)(1-e-t/Ti)

E——電源電壓

電流增長率為

dIm/dt=Im=(E/r)(1-e-t/Ti)可見，增大電源電壓可以有效地改善電流上升陡度

特點：線路復雜，需采用雙電源，但效率較高，效果好，適于中小型功率步進電機。下一頁上一頁2)電壓法電感繞組通電狀態時，繞組上電流為E——電33返回下一頁上一頁（2）．單電壓型驅動電源

電容C:

在接通瞬間短接R

電流由ULCVT

故C稱加速電容

電阻R:

在電流達到恒定后還起限流作用，此時電流由

ULRVT輸入脈沖為“0”時，VT截止，il=0

輸入脈沖為“1”時，VT導通

返回下一頁上一頁（2）．單電壓型驅動電源電容C:在接通34返回下一頁上一頁輸入脈沖消失后，VT截止，

L兩端將產生一感應電壓。V=L(di/dt)，由于VT關斷時間dt很短，故感應電壓U很大，將擊穿晶體管，為此增加二極管D續流，續流電流:

LRDL返回下一頁上一頁輸入脈沖消失后，VT截止，V=L(di/d35而VT2在高壓控制電路下導通時間t1較短(100-600s)繞組在高壓EH下電流

迅速增大至額定值，此時低壓EL無效。（3）．高低壓雙壓型驅動電源輸入脈沖信號為“0”時，

VT1、VT2均截止，iL=0輸入信號為“1”時，VT1導通

t1之后，VT2截止，低壓供壓，維持繞組所需的額定電流IeEHEL下一頁上一頁而VT2在高壓控制電路下導通繞組在高壓EH下電流（336

輸入脈沖信號消失(為“0”)，

VT1、VT2均截止，

L上電流經放電回路：

LRoVD2EHELVD1L

迅速下降

EH供電，勵磁電流前沿電流

Ip=[EH/(r+R0)](1-e-t/Ti)

由此計算t1

t1=T/n{EH/[EH+In(r+R0)]}In—要求高壓通電，電流達到的數值下頁上一頁輸入脈沖信號消失(為“0”)，EH供電，勵磁電流前沿電37繞組上電流Il隨外加電壓(EH、EL)變化而變化，當外加電壓變化時，電機特性變差，工作不穩定

2)雙電壓功放電路缺點是在高低壓處電流出現凹點，這樣必然引起力矩在尖點電下降，而斬波型可克服這一缺點。EH

EL返回存在的問題：下一頁上一頁繞組上電流Il隨外加電壓(EH、EL)變化而變化，238（4）．恒流斬波型（5）．調頻調壓型如果能設法使繞組的供電電壓隨著運行頻率的升高而升高，以維持繞組在不同頻率的導電周期內電流平均值基本相同，這樣就可以達到在高頻運行時，動態轉矩不明顯下降的目的。步進電動機在運行的過程中，定子齒和轉子齒相對位置不斷發生變化，因而在繞組中產生了旋轉電動勢，這將導致電流波形的頂部下凹。（4）．恒流斬波型（5）．調頻調壓型如果能設法使繞組的供電電396.2.3步進電機細分驅動技術

步進電機對應于一個電脈沖，轉子轉動一步；即一個步距角θs。若每次輸入脈沖切換時，只改變對應繞組額定電流的一部分那么轉子相對應的每步轉動也只會是原有θs的一部分。額定電流分成多少個級別進行切換，轉子就以多少步來轉完一個θs。即通過控制繞組中電流的數值調整步距角θs大小，這種控制方式為步進電機細分控制。如下圖所示，在一個輸入脈沖寬度內把電流按線性（或正弦規律）分成n分。數字信號D/A→VREF，VREF與VC比較，以保證電流值在要求的值上。6.2.3步進電機細分驅動技術403.細分控制

1）從8位單片機送出的數據D~D,數值00H~0FFH，對應與十進制數是0～255.細分時，要求每個階梯的電流差值相等，即要求細分步數必須能對255整除，顯然細分只能為3，5，15，17，51，85幾種。2）一般按正弦規律變化細分的多相電流，合成磁勢幅值保持不變，轉角細分精確；3）通過細分驅動可得到更小的脈沖當量，提高了定位精度；4）繞組電流均從小增到大，或從大降到小，避免了電流沖擊，基本消除了步進電機低速振動，電機低速運轉平穩，無噪聲。

步進電機的細分控制得到了廣泛應用。3.細分控制41四相步進電機線型規律

細分電流時序圖四相步進電機線型規律

細分電流時序圖42第六章數控機床的進給伺服系統第六章數控機床的進給伺服系統436.1概述6.1.1伺服系統的組成

組成：伺服電路、伺服驅動裝置、機械傳動機構及執行部件。作用：接受數控系統發出的進給速度和位移指令信號→由伺服驅動電路作一定的轉換和放大后→經伺服驅動裝置(直流、交流伺服電機、電液脈沖馬達、功率步進電機、電液伺服閥—液壓馬達等)→機械傳動機構→驅動機床的工作臺、主軸頭架等執行部件實現工作進給和快速運動。數控進給伺服系統的性能，取決于組成它的伺服驅動系統與機械傳動機構中各環節的特性，也取決于系統中各環節性能參數的合理匹配。數控進給伺服系統是一個位置控制系統。6.1.1伺服系統的組成組成：伺服電路、伺服驅446.1.2數控機床對伺服系統的要求

準確、可靠地執行指令

調速范圍寬-----10000：1以上，且穩定性好帶負載能力強------負載特性硬；足夠大的加（減）速力矩

動態響應快-----快速跟隨指令脈沖，可頻繁起、停、反向；盡快消除負載擾動

誤差無累積

位置精度高

返回下一頁上一頁6.1.2數控機床對伺服系統的要求準確、可靠地執行指令456.2步進電動機伺服系統CNC步進電機

伺服驅動電路

工作臺

結構簡單特點：適用于速度不高及精度較低場合

可采用細分驅動技術提高定位精度及低速特性6.2步進電動機伺服系統CNC步進電機伺服驅動電路工466.2.1步進電機的結構及工作原理1.定義步進電機亦稱脈沖電機（控制電機），是把電脈沖信號轉換為相應的角位移（或線位移）的電—機械裝置，是一種輸出與輸入的數字脈沖對應的增量驅動元件。6.2.1步進電機的結構及工作原理1.定義472.分類

永磁式按工作原理分反應式工作原理不同，結構不同永磁感應式混合式?按勵磁相數分：3相、4相、5相、6相等

快速步進電機?按功率分：功率步進電機步進電動機伺服系統介紹課件483.反應式步進電機的結構

步進電機由轉子和定子兩部分組成定子上有繞組分為若干相，每相磁極上有極齒。左圖為三相定子：AA’,BB’,CC’A、B、C三相每相兩極，每極上五個齒1)定子五個極齒3.反應式步進電機的結構步進電機由轉子和定子兩部分組成定子49

定子上線圈的繞法下一頁上一頁返回定子上線圈的繞法下一頁上一頁返回50

2)轉子

轉子上有均勻分布的齒，沒有繞組。轉子齒間夾角為9o左圖為一轉子示意圖：下一頁上一頁返回2)轉子轉子上有均勻分布的轉子齒間夾角為9o左圖為一51下一頁上一頁步進電機返回下一頁上一頁步進電機返回52步進電機功率驅動器下一頁上一頁返回步進電機功率驅動器下一頁上一頁返回53下一頁上一頁步進電機功率驅動器返回下一頁上一頁步進電機功率驅動器返回545.工作原理5.工作原理55

三拍通電激磁，步距角θs

==3o一般θs=m——繞組相數；Z——轉子齒數。六拍通電激磁，步距角θs

==1.5o下一頁上一頁返回三拍通電激磁，步距角θs=56定子繞組通斷電順序→轉子轉向

定子繞組通斷電轉換頻率→轉子轉速

定子繞組通斷電次數→轉子轉角

三相單三拍A→B→C→A（K=1）

三相雙三拍AB→BC→CA→AB（K=1）

三相六拍A→AB→B→BC→C→CA→A（K=2）

通斷電方式下一頁上一頁定子繞組通斷電順序→轉子轉向定子繞組通斷電轉576.步進電機的主要特征

a.步距誤差不積累，轉一圈后，步距誤差為0步進電機有兩個特點：

b.轉速與脈沖頻率f成正比1）靜態距角特征定義：靜態時（步進電機某相繞組通電時，轉子處于不動狀態），電磁轉矩T與失調角θ之間的關系，即T＝f(θ)

當某相繞組通電時有，

轉子無力矩輸出，加一負載力矩TL。

6.步進電機的主要特征58轉子瞬時針轉過一個角度θ，當T＝TL時平衡。θ（失調角）經大量的實驗，步進電機繞組的矩角特性為正弦曲線。

靜態距角特性的物理意義：在靜態下，轉子受TL作用θ≠0，但只要θ≠±π時，當TL撤除后，在電磁力矩的作用下，轉子必然回到其穩態平衡點0。一般，步進電機各相繞組的距角特性必須大致相同，否則會引起低頻振動使精度下降。常采用調整相電流的方法，使距角特性大致相同。轉子瞬時針轉過一個角度θ，當T＝TL時平衡。θ（失調592）啟動頻率定義：步進電機在帶載狀態下，能夠不失步啟動的最高頻率fst。一般空載啟動頻率比帶載高。一般在fst下的最大轉矩稱為啟動轉矩Tq，設計中Tq≥TL。在步進電機產品說明書中給定了Tmax，可以通過上表查出Tq，反過來核算其帶載的能力。從下圖可以看出θs減小兩繞組距角特性之交點Tq增大。0.8660.8660.9510.8090.7070.7070.8660.5Tq/Tmax1261058463拍數6543相數反應式步進電機啟動轉矩2）啟動頻率0.8660.8660.9510.8090.70603）最高工作頻率步進電機工作頻率連續上升時，電動機不失步運行的最高頻率稱為最高工作頻率。它的值也和負載有關。很顯然，在同樣負載下，最高工作頻率遠大于己于啟動頻率.

在連續運行狀態下，步進電機的電磁力矩隨頻率的升高而急劇下降，這兩者的關系稱為矩頻特性.4）矩頻特性3）最高工作頻率步進電機工作頻率連續上升時，電動機不失步運行614)步距角（θ）及步距誤差步距角是兩個相臨脈沖時間內轉子轉過的角度,一般來說步距角越小,控制越精確。

步距誤差直接影響執行部件的定位精度.步進電動機單相通電時,步距誤差取決于定子和轉子的分齒精度,和各相定子錯位角度的精度。多相通電時,其不僅與上述因素有關,還和各相電流大小,磁路性能有關。返回下一頁上一頁4)步距角（θ）及步距誤差步距角是兩個相臨脈沖時間內轉62（2）穩態即步進電機的換相頻率為恒定的情況，即換相頻率較寬，是從0～fmax之間，在這個頻率范圍中分為三個區。a.低頻區即低于共振區間，在這個頻率范圍內，步進電機轉子轉一步的時間周期比換相周期短。轉子每一步表現為衰減振動，最后穩定于平衡位置，轉子從0增大到amax啟動，然后以衰減振動形成停在新的平衡位置；引起步進電機較大的振動從而影響精度。b.共振區當換相頻率接近轉子共振頻率或是共振頻率整倍數的區域為共振區。在該區域內產生較大的振動。c.高頻區即高于共振的頻率區間，該區間步進電機工作正常，很少產生振動。

7.步進電機的基本工作狀態（1）靜態指步進電機某相（某n相）繞組中通以恒定的電流，轉子處于固定的位置而不動的狀態。靜態時，繞組電流imax,故繞組有發熱現象。（2）穩態7.步進電機的基本工作狀態63（3）過渡態指步進電機從一種工作狀態進入另一種工作狀態。如，從靜止到轉動、從轉動到靜止、從正傳到反轉等。這些狀態轉變的過渡過程為過渡態。a.啟動電機頻率從0增大到fst,轉子轉速從0增大到nst,當fst高時，指令中止。b.制動從穩步狀態fn減小到0時，轉子從nn減小到0，當f高時，產生過沖制動。采用不斷降速后制動。c.反轉從正到反，從反到正。（3）過渡態648計算式（另一種表達）步距角：例：ABC為三相三拍，ABBCCA雙三拍AABBBCCCA三相六拍或：例：一步進電機，Zr＝40，若按三相六拍運行，θs？若電機輸出軸帶動導程6mm的驅動機構，δp?解：驅動模型為根據式8計算式（另一種表達）656.2.2步進伺服驅動電路下一頁上一頁6.2.2步進伺服驅動電路下一頁上一頁66

用3個D觸發組成，初始狀態從置／復位端輸入一個,A、B、C狀態分別為：

1.環形脈沖分配器

（1）硬環分（以三相六拍為例）用3個D觸發組成，初始狀態從置／復位端輸入一個67

CBA通電狀態“1”，斷點“0”初始狀態001A

第一脈沖011AB實現了三相六拍

第二脈沖010B正轉的通電拍序第三脈沖110BC

第四脈沖100C第五脈沖101CA第六脈沖001A

68

目前硬環分已形成集成電路，按電路結構結構不同分為TTL.CMOS，國產的YB系列有YB014YB015及YB016均為18引腳直插式封裝。例：YB016A－F相：六相繞組輸出端（輸出低電平≤0.4V，輸出高電平≥2.4V）。：選通控制輸出。控制分配器是否輸出一定順序的脈沖。、：選通輸出控制端，決定步進電機的旋轉方向。

±△：正反轉控制端，決定步進電機的旋轉方向。

S：出錯報告輸出。

CP：時鐘輸出端，決定分配器輸出脈沖的頻率。：清零，對分配器清零，以使正常工作

A0、A1：勵磁控制，確定通電方式。例：A0

A1

00單六拍(ABCDEF)

01三二相十二拍(ABCBCBCDCDABFABFAEFAEFDEFDECDE)10三相六拍(ABCBCDCDEDEFEFAFABT)

11三四相十二拍(ABCABCDBCDBCDECDECDEFDEFFABCFABEFABEFADEFA)目前硬環分已形成集成電路，按電路結構結構不同分為TT69（2）軟還分上述硬環分的邏輯功能用軟件可以模擬實現，按三相六拍的通電順序，依次向步進電機繞組輸入“0”或“1”兩種狀態。硬件電路如下：（2）軟還分70

設8255n地止為：OFFF8H~OFFFEH,依次從PB0~PB2

輸入01H03H02H06H04H05H01H,即可實現與硬環分同樣的效果。

MOVAL,80HMOVDX,OFFFEHOUTDX,AL；8255初始，A、B、Cn均為輸出方式MOVCL,06；L1:MOVSI,3800H；數據指針L2:MOVAL,[SI]；從數據表中取數

MOVDX,OFFFAHOUTDX,AL；從Bn端口輸出數據CALLDELAY；調延時子程序INCSIDECCLJNZL2

JMPL1DELAY:CALL20MS；調用20ms子程序

RET設8255n地止為：OFFF8H~OFFFEH,依次從PB0712步進電機驅動電源

（1）．對驅動電源的要求

實際上，步進電機是感性負載，繞組中電流不能突變，而是按指數規律上升或下降,從而使整個通電周期內，繞組電流平均值下降，電機輸出轉矩下降。

理想驅動電源使電機繞組電流盡量接近矩形波。而當電機運行頻率很高時，電流峰值顯著小于額定勵磁電流，從而導致電機轉矩進一步下降，嚴重時不能啟動。

下一頁上一頁2步進電機驅動電源（1）．對驅動電源的要求實際上，步72

上升時電流時間常數Ti=L/R

L——步進電機繞組平均電感量

R——通電回路電阻，包括：

繞組內阻、功率放大器輸出級內阻、串聯電阻

下降時電流時間常數Td=L/RD

RD——放大回路電阻

為了提高步進電機動態特性，必須改善電流波形，使前后沿陡度增大，方法有：

下一頁上一頁上升時電流時間常數Ti=L/RL——步進電機731)電阻法

從Ti=L/R

知，為Ti

，可R，故可在進電機繞組回路中串聯一個電阻Ro此時，Ti=L/(r+R0)

特點：線路簡單，但

Ro(10Ω)上消耗一定功率，發熱量大，也降低了放大器的效率，只適于小功率步進電機。

下一頁上一頁1)電阻法從Ti=L/R知，為Ti，可742)電壓法

電感繞組通電狀態時，繞組上電流為

Im=(E/r)(1-e-t/Ti)

E——電源電壓

電流增長率為

dIm/dt=Im=(E/r)(1-e-t/Ti)可見，增大電源電壓可以有效地改善電流上升陡度

特點：線路復雜，需采用雙電源，但效率較高，效果好，適于中小型功率步進電機。下一頁上一頁2)電壓法電感繞組通電狀態時，繞組上電流為E——電75返回下一頁上一頁（2）．單電壓型驅動電源

電容C:

在接通瞬間短接R

電流由ULCVT

故C稱加速電容