并励直流电动机的正反转控制原理

并励直流电动机正、反转控制电路原理图如图所示：

当合上电源总开关QS时，断电延时时间继电器KT通电闭合，欠电流继电器KA通电闭合。按下直流电动机正转启动按钮SB1，接触器KM1通电闭合，断电延时时间继电器KT断电开始计时，直流电动机M串电阻R启动运转。经过一定时间，时间继电器KT通电瞬时断开断电延时闭合常闭触点闭合，接通接触器KM3线圈电源，接触器KM3通电闭合，切除串电阻R，直流电动机M全压全速正转运行。

同理，按下直流电动机M反转启动按钮SB2，接触器KM2通电闭合，断电延时时间继电器KT断电开始计时，直流电动机M串电阻R启动运转。经过一定时间，时间继电器KT通电瞬时断开断电延时闭合常闭触点闭合，接通接触器KM3线圈电源，接触器KM3通电闭合，切除串电阻R，直流电动机M全压全速反转运行。

直流电动机M在运行中，如果励磁线圈WE中的励磁电流不够，欠电流继电器KA将欠电流释放，其1号线与3号线间的常开触点断开，直流电动机M停止运行。

步进电机细分驱动电路

为把事说清楚，这里就拿A绕组为例：接在A1的D1和接在A2的D6为一组，A2的D2和A1的D5为另一组，共同组成两个泄放保护通道。

我们知道，当电感线圈通电后再断电时，绕组两端会产生一个比电源电压高N倍，极性与电源电压相反的反向电压，这就是自感电动势。这个反向电压就会加在L298的功率开关器件上，将L298的功率开关器件击穿烧坏，所以要建立一个泄放通道，将绕组自感电动势所产生的高压和电流释放，以保护功率开关器件。

D1、D6，D2、D5两组的作用分别为：电机正转时，A1为正，A2为地，电流从A1流向A2。当切断电流，电机停转时A绕组的感生电压A2为正A1为负(就象一组电池)，这时接在正端(A2)的D2会正向导通；而接在负端(A1)的D5反向导通将负端接地。为感生电流提供泄放通道向C3、C2充电。这时，C3、C2作为储能器件将自感电流吸收储存。

反转时与正转相反，当电机反转后断电时D1和D6起作用。

电路中的二极管在为L298提供保护同时，也为感生电流向电源电路充电提供通道。C2、C3不但是滤波电容，也是储能器件。

步进电机细分驱动电路

为了对步进电机的相电流进行控制,从而达到细分步进电机步距角的目的,人们曾设计了很多种步进电机的细分驱动电路。随着微型计算机的发展,特别是单片计算机的出现,为步进电机的细分驱动带来了便利。目前,步进电机细分驱动电路大多数都采用单片微机控制,它们的构成框图如图4 所示。

单片机根据要求的步距角计算出各相绕组中通过的电流值,并输出到数模转换器(DPA) 中,由DPA 把数字量转换为相应的模拟电压,经过环形分配器加到各相的功放电路上,控制功放电路给各相绕组通以相应的电流,来实现步进电机的细分。单片机控制的步进电机细分驱动电路根据末级功放管的工作状态可分为放大型和开关型两种放大型步进电机细分驱动电路中末级功放管的输出电流直接受单片机输出的控制电压控制,电路较简单,电流的控制精度也较高,但是由于末级功放管工作在放大状态,使功放管上的功耗较大,发热严重,容易引起晶体管的温漂,影响驱动电路的性能。

甚至还可能由于晶体管的热击穿,使电路不能正常工作。因此该驱动电路一般应用于驱动电流较小、控制精度较高、散热情况较好的场合。开关型步进电机细分驱动电路中的末级功放管工作在开关状态,从而使得晶体管上的功耗大大降低,克服了放大型细分电路中晶体管发热严重的问题。但电路较复杂,输出的电流有一定的波纹。因此该驱动电路一般用于输出力矩较大的步进电机的驱动。

随着大输出力矩步进电机的发展,开关型细分驱动电路近年来得到长足的发展。目前,最常用的开关型步进电机细分驱动电路有斩波式和脉宽调制(PWM) 式两种。斩波式细分驱动电路的基本工作原理是对电机绕组中的电流进行检测,和DPA 输出的控制电压进行比较,若检测出的电流值大于控制电压,电路将使功放管截止,反之,使功放管导通。这样,DPA输出不同的控制电压,绕组中将流过不同的电流值。脉宽调制式细分驱动电路是把DPA 输出的控制电压加在脉宽调制电路的输入端,脉宽调制电路将输入的控制电压转换成相应脉冲宽度的矩形波,通过对功放管通断时间的控制,改变输出到电机绕组上的平均电流。

由于电机绕组是一个感性负载,对电流有一定的波波作用,而且脉宽调制电路的调制频率较高,一般大于20 kHz ,因此,虽然是断续通电,但电机绕组中的电流还是较平稳的。和斩波式细分动电路相比,脉宽调制式细分驱动电路的控制精度高,工作频率稳定,但线路较复杂。因此,脉宽调制式细分驱动电路多用于综合驱动性能要求较高的场合。