在實際應(yīng)用中，我們喜歡步進電機，這已不是什么秘密。我們非常喜歡它們，因此我們致力于開發(fā)集成電路 (IC) 和開發(fā)工具，使步進電機更易于驅(qū)動。我們有小型 BoosterPacks來鼓勵原型設(shè)計;創(chuàng)新產(chǎn)品功能，如自適應(yīng)衰減，以消除電機調(diào)諧;以及具有集成索引器、集成或外部功率級以及全方位保護功能的大量驅(qū)動器 IC 。

步進電機在他們的電機伙伴中是獨一無二的，因為它們使位置控制非常非常容易。有刷和無刷直流電機需要閉環(huán)位置反饋來控制轉(zhuǎn)子的位置;步進器是開環(huán)驅(qū)動的，因此我們始終知道轉(zhuǎn)子處于哪一步。這使得步進電機可用于多種應(yīng)用：舞臺照明、安全攝像機、自動取款機、醫(yī)療分析儀、紡織設(shè)備以及掃描儀和打印機。3-D 打印是使用步進電機控制位置的絕佳示例。

步進電機的缺點與其優(yōu)點相同——它是開環(huán)驅(qū)動的。為防止電機失速，必須以足夠的電流驅(qū)動步進電機，以便電機在任何情況下都有足夠的扭矩裕度。這意味著步進電機可能會有點熱，尤其是與無刷直流電機相比。步進電機可能非常耗電。

我花了一些時間研究如何更有效地運行步進電機，并問了自己幾個關(guān)鍵問題：

· 如果步進電機空載運行，有沒有辦法檢測到自由旋轉(zhuǎn)的情況并降低輸出電流?

· 如果電機負載增加，是否可以增加電流以防止電機失速?

· 我真的可以寫一篇關(guān)于步進電機的博客而不花一半時間談?wù)撾娏髡{(diào)節(jié)嗎?

撇開最后一個問題并希望最好，我研究了確定步進電機負載的方法。電機反電動勢 (EMF) 似乎很有希望，因為隨著電機負載下降，反電動勢電壓會降低。至少在理論上，我們可以查看反電動勢并根據(jù)該反電動勢測量設(shè)置步進驅(qū)動器輸出電流。

我的理論系統(tǒng)神奇地測量反電動勢并將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器?？刂破鲗⒉竭M驅(qū)動器輸出電流調(diào)整回步進電機，從而實現(xiàn)閉環(huán)操作。唯一需要注意的是，反電動勢僅在電機旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)。因此，如果步進電機保持位置或旋轉(zhuǎn)非常緩慢，此方法將不起作用。

在任何電機中都很難測量反電動勢，因為當電機繞組通電時它會隱藏起來。當電流流過繞組時，電機兩端的電壓等于反電動勢加上電機電阻的 I x R。我們需要根據(jù)我們對電機和電流的了解來反算什么是反電動勢。這個計算方法好像挺難的，所以不想做。而且我非常感謝我不必這樣做，因為每當步進電機進行微步進時，都會有一個步驟，其中通過繞組的電流為零。這個“零電流階躍”似乎是測量電機反電動勢的最佳時機。

當然，現(xiàn)在我們需要知道這個零電流階躍何時發(fā)生，以便我們可以在正確的時間實際測量反電動勢。這非常困難，因為大多數(shù)帶有分度器的步進驅(qū)動器不會在每次達到零電流步進時告訴我們。所以你要么必須找到一個自動采樣反電動勢的步進驅(qū)動器，要么走困難的路線，用兩個獨立的 H 橋手動驅(qū)動步進電機，并用控制器控制電流波形的每一步。

DRV8711是一個步進柵極驅(qū)動器，它實際上為我們采樣反電動勢。