步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電樞通斷電次數(shù)和各相通電順序決定了輸出角位移和運(yùn)動(dòng)方向，控制脈沖分配頻率可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制。 因此，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)一般采用開(kāi)環(huán)控制方式。 圖1為開(kāi)環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)框圖， 系統(tǒng)主要由環(huán)形分配器、 功率驅(qū)動(dòng)器、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等組成。
圖1 開(kāi)環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)框圖
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在一個(gè)脈沖的作用下， 轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的步距角， 因此只要控制一定的脈沖數(shù)， 即可精確控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的相應(yīng)的角度。 但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各繞組必須按一定的順序通電才能正確工作， 這種使電動(dòng)機(jī)繞組的通斷電順序按輸入脈沖的控制而循環(huán)變化的過(guò)程稱為環(huán)形脈沖分配。
實(shí)現(xiàn)環(huán)形分配的方法有兩種。 一種是計(jì)算機(jī)軟件分配， 采用查表或計(jì)算的方法使計(jì)算機(jī)的三個(gè)輸出引腳依次輸出滿足速度和方向要求的環(huán)形分配脈沖信號(hào)。 這種方法能充分利用計(jì)算機(jī)軟件資源，減少硬件成本， 尤其是多相電動(dòng)機(jī)的脈沖分配更能顯示出這種分配方法的優(yōu)點(diǎn)。 但由于軟件運(yùn)行會(huì)占用計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間， 因而會(huì)使插補(bǔ)運(yùn)算的總時(shí)間增加， 從而影響步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。
另一種是硬件環(huán)形分配， 采用數(shù)字電路搭建或?qū)Ｓ玫沫h(huán)形分配器件將連續(xù)的脈沖信號(hào)經(jīng)電路處理后輸出環(huán)形脈沖。 采用數(shù)字電路搭建的環(huán)形分配器通常由分立元件（如觸發(fā)器、 邏輯門等）構(gòu)成， 特點(diǎn)是體積大， 成本高， 可靠性差。 專用的環(huán)形分配器目前市面上有很多種， 如cmos電路ch250即為三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的專用環(huán)形分配器， 它的引腳功能及三相六拍線路圖如圖2所示。
圖2 環(huán)形分配器ch250引腳圖
(a) 引腳功能； (b) 三相六拍線路圖
圖3 環(huán)形分配器ch250引腳圖
(a) 引腳功能； (b) 三相六拍線路圖
2） 功率驅(qū)動(dòng)
常見(jiàn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路有三種：
(1） 單電源驅(qū)動(dòng)電路
這種電路采用單一電源供電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但電流波形差，效率低，輸出力矩小，主要用于對(duì)速度要求不高的小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。圖4所示為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一相繞組驅(qū)動(dòng)電路（每相繞組的電路相同）。
圖4 單民源驅(qū)動(dòng)電路
(2）雙電源驅(qū)動(dòng)電路
雙電源驅(qū)動(dòng)電路又稱高、低壓驅(qū)動(dòng)電路，采用高壓和低壓兩個(gè)電源供電，如圖5所示。
圖5 高、低壓驅(qū)動(dòng)電路
(3）斬波限流驅(qū)動(dòng)電路
這種電路采用單一高壓電源供電，以加快電流上升速度，并通過(guò)對(duì)繞組電流的檢測(cè)，控制功放管的開(kāi)和關(guān)，使電流在控制脈沖持續(xù)期間始終保持在規(guī)定值上下，其波形如圖6所示。這種電路功率大，功耗小，效率高，目前應(yīng)用最廣。圖7所示為一種斬波限流驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
圖6 斬波限流驅(qū)動(dòng)電路波形圖
圖7 斬波限流驅(qū)動(dòng)電路