步进电动机环形分配器设计方案

步进电动机的驱动控制由环形分配器和功率放大器组成。环形分配器的主要功能是将数控装置送来的一串指令脉冲，按步进电动机所要求的通电顺序分配给步进电动机的驱动电源的各相输入端，以控制励磁绕组的通断，实现步进电动机的运行及换向。当步进电动机在一个方向上连续运行时，其各相通、断的脉冲分配是一个循环，因此称为环形分配器。环形分配器的输出不仅是周期性的，又是可逆的。

环形分配的功能可由硬件或软件的方法来实现，分别称为硬件环形分配器和软件环形分配器。

1.硬件环形分配器

硬件环形分配器的种类很多，它可由D触发器或JK触发器构成，亦可采用专用集成芯片或通用可编程逻辑器件。目前市场上有许多专用的集成电路环形分配器出售，集成度高，可靠性好，有的还有可编程功能。如国产的PM系列步进电动机专用集成电路有PM03、PM04、PM05和PM06分别用于三相、四相、五相和六相步进电动机的控制。进口的步进电动机专用集成芯片PMM8713、PM8714可分别用于四相（或三相）、五相步进电动机的控制。而PPM101B则是可编程的专用步进电动机控制芯片，通过编程可用于三相、四相、五相步进电动机的控制。

以三相步进电动机为例，硬件环形分配驱动与数控装置的连接如图5-7所示，环形分配器的输入、输出信号一般均为TTL电平，输出信号A、B、C信号变为高电平则表示相应的绕组通电，低电平则表示相应的绕组失电，CLK为数控装置所发脉冲信号，每一个脉冲信号的上升或下降沿到来时，输出则改变一次绕组的通电状态，DIR为数控装置所发方向信号，其电平的高低即对应电动机绕组通电顺序的改变，即步进电动机的正、反转，FULL/HALF电平用于控制电动机的整步（对三相步进电动机即为三拍运行）或半步（对三相步进电动机即为六拍运行），一般情况下，根据需要将其接在固定的电平上即可。

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图5-7 硬件环形分配驱动与数控装置的连接

2.软件环形分配器

软件环形分配指由数控装置中的计算机软件完成环形分配的任务，直接驱动步进电动机各绕组的通、断电。用软件环形分配器只需编制不同的环形分配程序，将其存入数控装置的EPROM中即可。用软件环形分配器可以使线路简化，成本下降，并可灵活地改变步进电动机的控制方案。

软件环形分配器的设计方法有多种，如查表法、比较法、移位寄存器法等，最常用的是查表法。下面以三相反应式步进电动机的环形分配器为例，说明查表法软件环形分配器的工作原理。