步進電動機是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械位移（角位移和線位移）的機電執(zhí)行元件。它的機械位移與輸入的數(shù)字脈沖有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，數(shù)字脈沖輸入越多，位移越大；輸入脈沖的頻率越高，機械位移速度就越快。步進電動機系統(tǒng)的性能除了與電動機本身的性能有關(guān)外，在很大程度上取決于使用的驅(qū)動器的驅(qū)動方式。五相混合式步進電動機是步進電動機的主要產(chǎn)品之一，在各領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，下面就其驅(qū)動器用到的驅(qū)動技術(shù)作一介紹。

1　恒流斬波控制
　　這種驅(qū)動技術(shù)的特點是直流供電電壓直接加到逆變橋上，且電壓不變化。其基本思想是利用繞組電流檢測值（相電流或線電流，取決于是五相全橋還是五相半橋驅(qū)動）與給定值比較，結(jié)果去控制橋臂上功率管的開關(guān)，使繞組電流保持給定值。電流控制常采用恒頻斬波控制。這種技術(shù)的優(yōu)點是：步進電機高頻運行性能好、系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快、效率高、電機帶載能力強：缺點是低速運行時繞組電流前沿太陡致使電機低頻運行效果差，有明顯的低頻震動。

2　恒總電流調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動
　　圖1是這種技術(shù)的供電主電路。其特點是加到逆變橋上的直流電壓不是固定的，隨輸入脈沖頻率而變化，升頻時升壓。總電流的恒定通過電壓變換器斬波管的PWM控制來實現(xiàn)。步進電機低速運行時，電機繞組的旋轉(zhuǎn)反電壓很小，通過電流反饋，電壓變換器輸出到逆變橋上的直流電壓自動降低，維持總電流恒定。電壓降低使電機繞組電流前沿變緩，減小了步進電機 單步運行的過沖量和低頻振蕩，提高了低速運行的平穩(wěn)性。缺點是電源主電路的慣性濾波環(huán)節(jié)降低了系統(tǒng) 的動態(tài)性能和步進電機的起動頻率。 


3　電流開環(huán)式PWM升頻升壓驅(qū)動
　　該方法的電源主電路如圖2所示，該驅(qū)動方式也是采用升頻升壓控制技術(shù)來降低電機低頻運行時的振動，但在控制形式上與恒總電流升頻升壓驅(qū)動技術(shù)有很大不同，一是電流開環(huán)；二是電壓變換器斬波管用與步進電動機輸入脈沖頻率成一定函數(shù)關(guān)系的PWM脈沖來控制，以實現(xiàn)逆變橋直流電壓／頻率的協(xié)調(diào)控制。技術(shù)應(yīng)用上要注意的是：因電流開環(huán)，逆變橋直流電壓／頻率的協(xié)調(diào)控制是以限制步進電機繞組電流不超過其額定值為原則。用該方法實現(xiàn)的驅(qū)動器特點是：步進電機低速運行時逆變橋直流電壓很小，電機運行相當(dāng)平穩(wěn)；另外，因無電流反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡化。不足是：針對不同規(guī)格型號、不同廠家的步進電機，驅(qū)動器逆變橋直流電壓／頻率控制規(guī)律要調(diào)整，增加了具體使用的復(fù)雜性；由于電流開環(huán)，一方面電機繞組電流易受F／V和PWM電路中所用元件參數(shù)變化的影響，另一方面步進電機低速運行時逆變橋上的直流電壓很小使得電機的快速響應(yīng)性能下降。 


4　升頻升壓結(jié)合恒流控制技術(shù)
　　這種方法是近年出現(xiàn)的，它綜合恒流斬波控制和電流開環(huán)式PWM升頻升壓驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)點，將電流控制技術(shù)與升頻升壓技術(shù)有機結(jié)合在一起。圖3是該方法的原理框圖，它由F／V、電壓檢測、比例積分調(diào)節(jié)（PID）、直流斬波構(gòu)成閉環(huán)的升頻升壓控制環(huán)節(jié)；由電流檢測和電流控制構(gòu)成電流控制環(huán)節(jié)，并在一定頻率范圍內(nèi)使電機繞組電流隨電機運行速度提高而提高，實現(xiàn)升頻升流控制以改善步進電機高頻運行性能。該控制方法的橋路直流電壓／頻率函數(shù)關(guān)系與單純的電流開環(huán)式升頻升壓驅(qū)動控制技術(shù)不同的是：該函數(shù)關(guān)系不再是由限制繞組電流的幅值來確定，而是根據(jù)對電機快速性要求和對電機運行平穩(wěn)性的考慮折衷確定。系統(tǒng)優(yōu)點是：閉環(huán)的升頻升壓控制，電機低頻運行平穩(wěn)的同時消除了外界環(huán)境（如電網(wǎng)電壓）對驅(qū)動器輸出的影響；電流閉環(huán)升頻升流控制，提高了驅(qū)動器的快 速性能和對電機的適應(yīng)性。 


5　新五邊形繞組聯(lián)接的恒流斬波恒總電流驅(qū)動技術(shù)
　　這種方法zui大的特點不在于驅(qū)動技術(shù)本身，在于電機繞組采用了新的五邊形聯(lián)接。減小步進電機電磁轉(zhuǎn)矩的諧波分量或增加系統(tǒng)的阻尼是消除或抑制步進電機振蕩的兩個根本。電機繞組采用不同聯(lián)接方式，它的電磁阻尼特性會產(chǎn)生相應(yīng)變化［1］。正是基于這一研究，文獻［2］提出了五相繞組按A→C→E→B→D首尾串聯(lián)的新五邊形驅(qū)動方式。傳統(tǒng)的A→B→C→D→E首尾串聯(lián)五邊形聯(lián)接，在不考慮繞組互感的情況下，各相繞組電流是獨立的，而新五邊形聯(lián)接的五相繞組電流相互關(guān)聯(lián)，能產(chǎn)生較大的電磁阻尼力矩，電機在整個運行頻率范圍內(nèi)沒有振蕩區(qū)［2］，優(yōu)良的運行平穩(wěn)性是新五邊形聯(lián)接驅(qū)動的zui大優(yōu)點。

6　細分驅(qū)動技術(shù)
　　細分驅(qū)動技術(shù)是將步進電機的一個步距角細分成若干步，步進電動機系統(tǒng)因此可獲得更高的分辨率，更小的脈沖當(dāng)量，同時可明顯減小或消除步進電機的低頻振動和噪聲。五相步進電機相數(shù)多，對其實現(xiàn)細分（或任意細分）驅(qū)動，電路實現(xiàn)上較復(fù)雜，目前在國內(nèi)還沒有看到這方面技術(shù)的應(yīng)用報道，國外已有了產(chǎn)品，如日本RORZE公司的RD－053MS（zui大細分?jǐn)?shù)達400，對應(yīng)zui小細分步距角為0．0018°），TAMAGAWA公司的AU9116和AU9151。細分驅(qū)動技術(shù)是一種步進電機相電流波形控制技術(shù)。步進電機步距角任意細分的實現(xiàn)，需在電機內(nèi)建立均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，各相繞組的合成磁勢矢量應(yīng)在空間作幅值恒定的旋轉(zhuǎn)運動，就五相步進電機來說，需在其五相繞組中分別通以相位上相差2π／5而幅值相同的正弦電流。采用電流控制技術(shù)實現(xiàn)細分驅(qū)動是步進驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。