专利名称:节能式步进电机驱动线路的制作方法一种步进电机的驱动线路，可用于各种类型步进电动机的驱动。目前步进电机采用的驱动线路，如图1所示，以三相步进电动机为例。图中〔1〕为环形分配器，LA，LB，LC为步进电机的绕组线圈，RA，RB，RC为限流电阻，BG1，BG2，BG3为功率晶体管。从附图-1中可见，步进电动机的绕组线圈中都串接有电阻RA，RB，RC。这类电机的相电压大多为30V或24V，步进电机工作时，大部分电能在绕组线圈回路中的电阻上转化成热能而损耗掉。绕组线圈上的电压降较小，限流电阻上的电压降很大，因此，步进电机驱动电源的60～80%的电能在限流电阻RA，RB，RC上损耗掉，浪费了大量电能。另一方面，目前三相步进电动机绕组电流的相位如附图-2中a所示，各相差120°，步进电机的最大静转矩如图-2中b所示，Mm＝MA＝MB＝MC。本发明提供出一种新型的节能式步进电机驱动线路，比原有驱动线路消耗的电源功率少四分之一左右，即电能消耗只有原来电源的60～80%，而三相步进电机最大静转矩可提高到原有电源的170%～200%。这一驱动线路可用于各类步进电机的驱动，大大节省了电能，减少了步进电机驱动电源的体积和重量。本发明的步进电机驱动线路由若干个三端可调稳压块和加速电容，电子开关，以及一个环形时序分配器组成。本发明的特征在于1、取消了步进电机绕组线圈回路中的电阻，使步进电机的相电压由30～24V减少到7V左右，取消了作为开关元件的功率晶体管，而以三端可调稳压块代替。2、采用加速电容，使频率响应快，在相电压降低到7V时保证步进电机的响应频率不下降。3、对于三相步进电机，通过环形时序分配器，使三相步进电机绕组线圈内的相电流轮流反向导通，使合成后的最大电流Im由IA增大到3]]>IA，因而使步进电机的最大静转矩Mm由MA增加到3]]>MA左右，提高静转矩的基本原理是改变步进电机绕组线圈电流的相位，在不增加线圈电流的情况下使合成电流值增大，从而使静转矩增加。图-2是其原理图。现有驱动电源的最大合成电流Im为IC和IA的合成，由于相位相差120°，所以Im＝IA＝IC，静转矩Mm＝MA＝MC。如果使IC反向导通，则两组线圈电流的相位角相差60°，合成后的最大电流Im＝3]]>IA＝3]]>IC，使静转矩Mm＝3]]>MA＝3]]>MC，即为原来的170%，如果同时使IB也导通，则IA，In和反向的IC三相电流的合成Im＝2IA＝2IB＝2IC，静转矩Mm＝2MA，即为原来的200%。这一原理同样可用于四相步进电机等，使绕组的合成电流增大，从而增大了步进电机的静转矩。附图-3为本发明的实施线路图。图中包括环形时序分配器〔1〕;〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕和〔7〕为三端可调稳压块;〔8〕〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕和〔13〕为电子开关;LA、LB和LC为步进电动机的绕组线圈;C1、C2、C3、C4、C5和C6为加速电容。附图-3和附图-1相比较，可以清楚地看到，附图-3中已不存在大功率的限流电阻RA、RB和RC，也没有功率晶体管BG1、BG2、和BG3，相电压只有7V(因为+7V和-7V之间不构成回路)节能式步进电机驱动线路的工作原理是三端可调稳压块的导通与否由环形时序分配器通过电子开关进行控制，三相步进电机各相线圈绕组电流导通顺序的波形图如附图-4所示。加速电容的作用是在三端可调稳压块导通的瞬时绕组线圈迅速提供电流，从而提高步进电机的响应频率，使其不因相电压降低而减少。
附图-3是三相步进电机的节能式驱动线路，对于四相或五相的步进电机，每相绕组不需两个三端可调稳压块，而只需一个就可，相电压也不需正、负两套回路，而只需一套即可，因为对四相和五相的步进电动机，绕组线圈的电流已没有必要反向了。
由于三相步进电机绕组线圈内的电流轮流反向导通，使步进电机的最大静转矩Mm由MA增加到3]]>MA、即增大到原有的170%左右，其矢量图如附图-2中b所示。如果采用三相绕组同时通电，则可使最大静转矩Mm由MA增大到2MA。
本发明使步进电机的电能消耗减少到原来的25%左右，而且可以使驱动电源的重量和体积减少到原来的15～20%，因为驱动电源的变压器功率可减少 3/4 左右，同时取消了大功率的限流电阻。对于三相步进电机，还可以使其最大静转矩增大到原有的170%左右。本发明可适用于各类步进电动机。
本发明的应用实例如下
用于电火花机床步进电机伺服进给系统，步进电机的型号为BF184075，额定相电压为24V，新的驱动线路取消了限流电阻，用三端可调稳压块取代功率晶体管，相电压只用7V，驱动电源的变压器由200瓦减少到50瓦，重量由原来的12公斤减少到3公斤，电源箱体积由原来的20000Cm3(40×25×20Cm3)减少到3600Cm2(20×20×9Cm3)。


节能式步进电机驱动线路，用电子开关和三端可调稳压块取代了作为开关元件的功率晶体管和步进电机绕组线圈回路中的限流电阻，使步进电机的额定相电压由30V～24V降低到7V，节省了原来消耗在限流电阻上的电能。驱动线路还利用环形时序分配器的控制作用，使三相步进电机的绕组线圈内的相电流轮流反向导通以提高合成后的最大静转矩。