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      2. 步進電機工作原理及實現(xiàn)方法

        發(fā)布時間:2024-08-22
        步進電動機是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的控制電機。所謂電脈沖,類似于脈搏,感受到脈搏跳動的時候類似于脈沖的高電平,不跳的時候為低電平,這就是電脈沖信號。角位移單位是弧度。
        步進電機的工作原理:
        步進電機可分為反應式,永磁式,混合式。各有優(yōu)點,按實際需求選擇,反應式的步距角小,精度高;永磁式的力矩大。混合式的具有精度高,力矩大的特點,但成本高。下面以反應式為例說明步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。
        定子和轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子在學過直流電機后就不陌生了。但是,步進電機以三相的為例,其定子和轉(zhuǎn)子上分別有六個、四個磁極 。上圖中,a與a'組成一相;b與b'為一相;c與c'為一相。所以此步進電機為三相步進電機。
        所以,步進電機是靠脈沖數(shù)量來轉(zhuǎn)動的,需要轉(zhuǎn)多少圈就給相應個數(shù)的脈沖數(shù)。因此,步進電機能夠達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,也就是控制多長時間給一個脈沖,從而達到調(diào)速的目的。每輸入一個電脈沖,電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序,控制電機正反轉(zhuǎn)。即如果按照a、b、c相的通電順序為正轉(zhuǎn),那么按照c、b、a相的順序通電則電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。
        實現(xiàn)方法:
        通過對直流電機的學習,我們知道,電機是電流驅(qū)動的元件,需要大電流才能工作。步進電機依然。而單片機輸出口的驅(qū)動能力是遠遠不夠的,也需要借助另一個元件來實現(xiàn)對步進電機的控制。另一個元件即為步進電機驅(qū)動控制器。單片機通過控制驅(qū)動器來間接的控制步進電機。這里我們以四相五線制步進電機為例,驅(qū)動器選擇熟悉的uln2003元件,在此也是放大驅(qū)動電流的作用。該芯片多可一次驅(qū)動八線步進電機。實例中采用的是四相無線制24byj-48步進電機,驅(qū)動電壓為5v,驅(qū)動方式為四相四拍。
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