两相步进电机接线方法和的电流设定问题
两相步进电机接线方法和的电流设定问题 在使用两相步进电机时发现步进电机的转矩小,或达不到额定标称的转矩值,只好加大步进电机的尺寸和标称电流,以满足动力要求。其实有的时候并不是电机的问题,而是在步进电机选择或驱动器工作电流的设定上有不妥之处,没有发挥出步进电机的最大效率。 首先,从驱动器方面考虑,目前大多数两相步进电机的驱动器是采用全桥输出的四线接法,如果两相步进电机也是四线的,驱动器按照电机的标称电流设定,应该说是正确的,而且效率最高,输出转矩能够达到最大值。目前,新生产的步进电机大多是这种形式的。而目前网友大多是买的二手早期生产的步进电机,多是两相六线制的(四组两对串联线圈,每对有中心抽头),还有少量八线制的(四组两对独立线圈)。 是两相六线制步进电机有两种接法,第一种是舍弃中心抽头接两端,实际就是将每组的两个相线圈串联起来使用,电机堵转矩大和效率高些,但是高速性能差。第二种是接中心抽头和一端,这种接法电机高速性能好些,但是每相有一组线圈空闲,堵转矩小和效率低些。目前网友大多是采用第一种接线方法。这就出现一个问题,两相驱动器的电流到底应该设置多大正确,一般还都是按电机标称电流值来设定,这就出现了前面提到的电机效率问题。 一般步进电机标注的电流是相电流(或电阻),就是每组线圈的电流值(或电阻),如果两相六线制步进电机采用第一种接法,相当于将两组线圈串联起来,那么其每相电阻加大,额定工作电流减小,即使驱动器设置成标称电流也达不到各相的额定输出值。所以在选用驱动器和步进电机时出现电流匹配问题。正确的方法是应将驱动器的输出电流设定为步进电机额定相电流的0.7倍(也不是通常认为串联起来的电流减半)。举例,比如一个带中心抽头的两相步进电机,标称电流是3A,驱动器电流应该设定为3*0.7=2.1A。所以就出现你尽管选了3A的步进电机,实际上它的功率相当于两相四线制的2.1A步进电机。 再谈谈八线制的步进电机接法,也有两种,第一种是将每两组线圈串联使用,这样驱动器的电流也是设定为电机相电流的0.7倍,这种接法电机发热量小,但是高转速性能差些。第二种接法是将每两组线圈并联使用,驱动器的电流设定为电机相电流的1.4倍,其优点是高转速性能好些,但是电机发热量大,但是步进电机有点温度是正常的,只要低于电机的消磁温度就行,一般步进电机的消磁温度在105度左右。 所以在你有了输出电流不可调的步进电机驱动器(指两相全桥输出驱动器,如网友常用的TA8435,TB6560、A3977等驱动芯片)后,如何选用步进电机很重要,如果你的驱动器是2A的,尽量选用两相四线制2A的电机(如二手的日本东方电机大多是这种)如果你选用两相六线制电机,就要选标称相电流为2 / 0.7=2.9A(大约)的电机。这样才能更好地发挥驱动器的作用。 不过你要是选用的驱动器是半桥输出(如SLA7062M、SLA7026等驱动芯片),那只能接两相六线制电机,驱动器的电流和电机标称电流是一致的。不过这种驱动
两相四线步进电机的实验
实验器材:DM5676A步进电机一台,DMD605驱动器一台,MPC08B一张,P62转接板一张,5v/24v开关电源一台,计算机一台,62芯屏蔽电缆一调,导线若干。 1.低速转动的测试:测电机在1rpm、2rpm 、4rpm时,电机的振动强弱,与60rpm作比较。实验环境:常速运动,1rpm时输入数据 初始频率f (HZ)细分轴号 13 4 2 测得数据: 1转所用时间t(S)震动强弱(与2rpm、4rpm、60rpm比较)所发脉冲(个) 62 电机一跳一跳的震动(最强)821 常速运动,2rpm时输入数据 初始频率f (HZ)细分轴号 26 4 2 测得数据: 1转所用时间t(S)震动强弱(与1rpm、4rpm、60rpm比较)所发脉冲(个) 30 电机一跳一跳的震动(较强)802 常速运动,4rpm时输入数据 初始频率f (HZ)细分轴号 53 4 2 测得数据: 1转所用时间t(S)震动强弱(与2rpm、1rpm、60rpm比较)所发脉冲(个) 14.9 较弱814 常速运动,60rpm时输入数据 初始频率f (HZ)细分轴号 800 4 2 测得数据: 1转所用时间t(S)震动强弱(与2rpm、4rpm、1rpm比较)所发脉冲(个) 1 最弱814 结论: 电机频率越低,震动效果越明显。 2.细分设置对电机的影响,设置细分分别为2,4,8时分别观察电机f0=0,f1=8000时电机的转速,加速度;观察电机在低速时,振动的强弱。(了解细分的作用) 轴号电机频率加 速度加速度 A 细 分 点击到达 F1=8000Hz时 的时间t(s) 最终速度 N1 rpm 当F=100Hz时 电机振动效果 (常速) 电机转速 的加速度 rps2 2 1000 2 8.29 1200 较大震动 2.4 4 8.32 600 有震动 1.2 8 8. 3 300 震动噪声最小0.6 结论: 电机细分越大,在低速时震动和噪声越小;在相同时间内电机转速的加速度越小;相同频率内速度变小;由最终频率所到达的速度不同可知电机精度在不断增高。 3.改变驱动器输出电流,观察电机转动的速度。
(整理)二相步进电机驱动.
电机驱动器使用说明书 L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是:工作电压高,最高工作电压可达46V;输出电流大,瞬间峰值电流可达3A,持续工作电流为2A;额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载;采用标准逻辑电平信号控制;具有两个使能控制端,在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端,使内部逻辑电路部分在低电压下工作;可以外接检测电阻,将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机,该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也可以驱动两台直流电机。 简要说明: 一、尺寸:80mmX45mm 二、主要芯片:L298N、光电耦合器 三、工作电压:控制信号直流5V;电机电压直流3V~46V(建议使用36伏以下) 四、最大工作电流:2.5A 五、额定功率:25W 特点:1、具有信号指示。 2、转速可调 3、抗干扰能力强 4、具有过电压和过电流保护 5、可单独控制两台直流电机 6、可单独控制一台步进电机 7、PWM脉宽平滑调速 8、可实现正反转
9、采用光电隔离 六、有详细使用说明书 七、提供相关软件 八、提供例程及其学习资料 实例一:步进电机的控制实例 步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。 一、步进电机最大特点是: 1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。 2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。 3、电机的转速由脉冲信号频率决定。 二、步进电机的驱动电路 根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。(或者其他信号源) 如图:按CTRL并点击(L298N驱动器与直流电机接线图) 三、基本原理作用如下: 两相四拍工作模式时序图:
步进电机原理接线
2相四线,四相五线,四相六线步进电机接线及驱动方法 分类:单片机2010-07-18 09:24 5085人阅读评论(9) 收藏举报 步进电机原理 按照常理来说,步进电机接线要根据线的颜色来区分接线。但是不同公司生产的步进电机,线的颜色不一样。特别是国外的步进电机。 那么,步进电机接线应该用万用表打表。 步进电机内部构造如下图:
通过上图可知,A,~A是联通的,B和~B是联通。那么,A和~A是一组a,B和~B是一组b。 不管是两相四相,四相五线,四相六线步进电机。内部构造都是如此。至于究竟是四线,五线,还是六线。就要看A和~A之间,B和B~之间有没有公共端com抽线。如果a组和b组各自有一个com端,则该步进电机六线,如果a和b组的公共端连在一起,则是5线的。 所以,要弄清步进电机如何接线,只需把a组和b组分开。用万用表打。 四线:由于四线没有com公共抽线,所以,a和b组是绝对绝缘的,不连通的。所以,用万用表测,不连通的是一组。 五线:由于五线中,a和b组的公共端是连接在一起的。用万用表测,当发现有一根线和其他几根线的电阻是相当的,那么,这根线就是公共com端。对于驱动五线步进电机,公共com端不连接也是可以驱动步进电机的。 六线:a和b组的公共抽线com端是不连通的。同样,用万用表测电阻,发现其中一根线和其他两根线阻止是一样的,那么这根线是com端,另2根线就属于一组。对于驱动四相六线步进电机,两根公共com端不接先也可以驱动该步进电机的。 步进电机相关概念 相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。 定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的) 静转矩:电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。 步进电机驱动 驱动步进电机,无非是给电机a和b组先轮流给连续的脉冲,步进电机就可以驱动了。 步进电机驱动码:
步进电机控制及其汇编程序
综合实践报告之第二次大作业 题目:步进电机控制设计 说明:在工业电气自动化工程中,步进电机是一种常用的控制设备,它以脉冲信号控制电机的转速,在数控机床、仪器仪表、计算机外围设备以及其它自动设备中有广泛的应用。 步进电机是指一步步走的电动机,所谓“步”指转动角度,每步都会使电机转过一个固定的角度。步进电机有不同的种类,但其控制方法均相同,均以脉冲信号进行驱动,很适合使用单片机来进行控制。 本次大作业要求设计一个步进电机的控制部分。 已知: 采用2相制5线步进电机,其结构如下图所示,线圈中心抽头X1与X2连接在一起; B 相X1A 相 2相步进电机 步进电机采用1相激磁法,即在每一个瞬间只有一个线圈导通,其它线圈休息; 单片机与步进电机之间可采用ULN2003类的驱动IC ; 要求: 查找资料,设计出步进电机的硬件连接电路图; 给出控制软件流程图; 用汇编语言写出控制软件的代码。 提示:本作业对电机的转动方向不做要求,在实际应用中,改变线圈激磁的顺序可以改变步进电机的转动方向,每送一次激磁信号后应经过一小段时间延时,让步进电机有足够的时间建立激励磁场及转动。可以使用单片机的~端口输出控制信号,经驱动IC 传至步进电机。
电路图设计说明 此控制电路选用AT89S51型单片机作为驱动时序的输出控制器,其输出作为两相四线步进电机的时序信号,经过驱动芯片ULN2003放大后输入到两相四线步进电机的输入端口;单片机作为控制指令的输入按键K1-K3的输入端口,K1为电机正转按键,K2为电机正转按键,K3为电机停止按键,这三个按键均为高电平输入有效,按一下K1电机正转,按一下K2电机反转转,按一下K3电机停止。其硬件电路如图一: 控制程序流程图
2021年两相四线步进电机
两相四线励磁式步进电机工作原理 欧阳光明(2021.03.07) 本章将介绍在嵌入式平台UP-NETARM2410-S中步进电机的实现。步 进电机在各个领域诸如机器人、智能控制、工业控制等方面都有着广泛的应用 空间,本章着重介绍步进电机的工作原理及编程实现步进电机驱动的方法,主 要内容如下: l 步进电机的概述 l 步进电机的工作原理 l 和微处理器的总线连接方式 l 驱动程序的编程 l Linux 下用软件的方法实现步进电机的脉冲分配,用软件的方法代替硬件的脉 冲分配器 1.步进电机概述 步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件,它 实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动机有单路电脉冲驱动,输 出功率一般很小,其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相
方波脉冲驱 动,用途很广。 使用多相步进电动机时,单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲 信号,在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲 分配器,电动机各相的通电状态就发生变化,转子会转过一定的角度(称为步距 角)。 正常情况下,步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比;连续输入一 定频率的脉冲时,电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受 电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入,所以 特别适合于微机控制。 1.1步进电机的特性 步进电机转动使用的是脉冲信号,而脉冲是数字信号,这恰是计算机所擅 长处理的数据类型。从20世纪80年代开始开发出了专用的IC驱动电路,今 天,在打印机、磁盘器等的OA装置的位置控制中,步进电机都是不可缺少的
步进电机角度控制(1)
课程设计 课程名称微型计算机控制技术 题目名称步进电机角度控制(1) 学生学院自动化学院 专业班级自动化(4)班 学号 学生姓名 指导教师 2012 年 6 月26 日
一、系统设计说明 1.硬件设计 本次设计要求通过键盘按键实现对步进电机的转动次数和每次转动的角度的控制,并通过数码管显示出来。 本方案中通过按键对步进电机的转动角度进行设定,给各个按键设置不同的键值。按下按键时,给8255A一个信号设定步进电机下一步的动作。8086通过8255A的数据总线读取该信号,并作出反应,通过给8255A一系列的指令驱动其工作,从而驱动步进电机和LED 显示器 2.软件设计 3.显示模块设计说明: 为使显示程序具有通用性和灵活性,在8086内设置一个显示缓冲区,显示缓冲区的每个单元与LED的各位一一对应。当主程序需要显示,只需将要显示的字符送入显示缓冲区,然后调用显示子程序。显示子程序的任务则是逐一取出显示缓冲区中的字符、查字形表转换成相应字型码,然后通过字段口输出显示。显示模块是用四位七段数码管来显示转动次数和每次转动的角度。给八个按键设置不同的子程序,当按下按键时,根据事先设定好的各个按键对应的转动角度的值输出到数码管进行显示。 步进电机模块设计说明: 在此设计中,采用的是八拍步进电机。步进电机控制程序就是完成环形分配器的任务,从而控制电动机的转动,以达到控制转动角度和位移的目的。控制模型可以以立即数的形式一一给出。对于步进电机模块的程序设计采用循环程序设计方法。先把转动的次数和角度的控制模型存放在内存单元中,然后再逐一从单元中取出控制模块并输出。首先启动,按下按键选择步进电机的角度,然后读入转动的控制模型驱动步进电机转动。 二、程序设计流程图
基于-51单片机步进电机控制-设计报告说明书源程序
一步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到 一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 1.2 步进电机的种类 步进电机分永磁式(PM)、反应式(VR)、和混合式(HB)三种。永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 1.3 步进电机的特点 1.精度高一般的步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。可在宽广的频率围通过改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,这是步进电动机最突出的优点 2.过载性好其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合; 3.控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显,这样就给计算机 控制带来了很大的方便,反过来,计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场; 4.整机结构简单传统的机械速度和位置控制结构比较复杂,调整困难,使用步进电机后,使得整机的结构变得简单和紧凑。 1.4 步进电机的原理 图1是一种四相可变磁阻型的步进电机结构示意图。这种电机定子上有八个凸齿,每一
步进电机的控制电路和程序
步进电机的控制电路和程序 先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作:分别有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器奏乐,继电器控制,IIC总线,SPI总线,PS/2实验,AD模数转换,光耦实验,串口通信,红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机控制等等。 上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台,本期实验我们用到了综合系统主机、步进电机,综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 步进电机分类与结构 现在比较常用的步进电机分为三种:反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)。本章节以反应式步进电机为例,介绍其基本原理与应用方法。反应式步进电机可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。常用小型步进电机的实物如图1 所示。 图1步进电机实物图 图 2 步进电机内部图 步进电机现场应用驱动电路 综合系统使用的是小型步进电机,对电压和电流 要求不是很高,为了说明应用原理,故采用最简单 的驱动电路,目的在于验证步进电机的使用,在正 式工业控制中还需在此基础上改进。一般的驱动电 路可以用图3的形式。 图3 一般驱动电路 在实际应用中一般驱动路数不止一路,用上图的分立电路体积大,很多 场合用现成的集成电路作为多路驱动。常用的小型步进电机驱动电路可以用 ULN2003或ULN2803。本书配套实验板上用的是ULN2003。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成,具有同时驱动7组负载的能力,为单片双极型大功率高速集成电路。ULN2003内部结构及等效电路图如图4:
四相步进电机全教程
四相步进电机全教程——盖尔@袁(4、21) 前段时间就有玩过步进电机了,但是后来因为硬盘坏了,资料全没了,之后想再玩的时间都不知道该怎么弄了,这时候觉得假如当时有留点资料发到网上的话,那现在也就不会那么纠结了,所以,昨晚又再一次拿起那步进电机,再一次玩一下,大概把之前那些东西回想起来了,现在写一份小教程(之所以叫全教程,是因为看了这份资料之后,对应地也就大概能用起来,对步进电机也有一个大概的了解了),以共大家学习,希望高手拍砖!(里面有些是直接引用网上的资料,如有原作者看到的话,我在这里跟他说声谢谢,因为您写得太好了!) 驱动电路 我用的是L298N这款很经典的电机驱动芯片,这芯片可以驱动直流电机,步进电机等,功能相当强大,很好用,虽然贵了点(下面再介绍一种比较好的,价格比较低的驱动电路,也相当好用),但是还是用了,毕竟是经典之作嘛!呵呵! 电路如下: 大家可以看到,上面这电机驱动芯片L298N有四个输入(IN1,IN2,IN3,IN4)和四个输出(M1,M2),对了,就是对应单片机(或者其它主控芯片,比如说M3,我用的就是这个)的输入控制端,然后这四个控制端通过L298N间接地控制了步进电机(也就是图里的M1,M2),因为步进电机转动的时候需要比较大的电流,单片机IO引脚没法提供,只有通过这驱动芯片才能够带动起来!
电路里面还有PWMA和PWMB,这是使能端,用于使能M1和M2是否被输入控制的,高电平有效!一般我们假如需要控制的话,这个就接单片机的IO引脚上,假如不需要独立控制的话那直接接高电平就行了!另外,大家可以看到电路里面还有一个5V的输入,具体这个是做什么的我也不是很清楚,不过照给就是了,没问题的! 好,首先先把这电路焊出来,记得,因为L298N工作的时候电流比较大,所以 要求必需加上一个散热片,这样有利于保护电路不会因为过热而烧了!这里有一个小知识跟大家说一下,焊电路最好是加上一个电源指示灯,这样的好处多多,可以防止电源接反而完全不知!OK,这个方案介绍完了,下面介绍另一种成本 比较低的驱动方案! 假如手头上有ULN2003的话,也可以用来当成驱动电路用,我们只要知道驱动电路的作用就是放大那个电流,那任何一种能够放大电流的方法都可以拿过来用,包括你用三极管都行!下面提供一个三极管的驱动电路!至于ULN2003,具体电路我就不说了!很简单的,看下芯片的PDF就知道了。对了,这里顺便介绍一个找PDF比较全的网站——ICPDF,当然IC37也很全!
2相四线,四相五线,四相六线步进电机接线及驱动方法
2相四线,四相五线,四相六线步进电机接线及驱动方法 步进电机原理 按照常理来说,步进电机接线要根据线的颜色来区分接线 的步进电机, 线的颜色不一样。特别是国外的步进电机 那么,步进电机接线应该用万用表打表。 ~B 是一组b o 不管是两相四相,四相五线,四相六线步进电机。内部构造都是如此。至于究 竟是四线,五线,还是六线。就要看 A 和~A 之间,B 和B~之间有没有公共端com 抽 线。如果a 组和b 组各自有一个com 端,则该步进电机六线,如果 a 和b 组的公 共端 连在一起,则是 5 线的。 但是不同公司生产 B 和~B 是联通。那么, A 和~A 是一组a , B 和 通过上图可知,A, ~A 是联通的, 步进电机内部构造如下图
所以,要弄清步进电机如何接线,只需把 a 组和 b 组分开。用万用表打。 四线:由于四线没有com公共抽线,所以,a和b组是绝对绝缘的,不连通的。所以,用万用表测,不连通的是一组。 五线:由于五线中,a和b组的公共端是连接在一起的。用万用表测,当发现有一根线和其他几根线的电阻是相当的,那么,这根线就是公共com端。对于驱动五线步进电机,公共com端不连接也是可以驱动步进电机的。 六线:a和b组的公共抽线com端是不连通的。同样,用万用表测电阻,发现其中一根线和其他两根线阻止是一样的,那么这根线是com端,另2根线就属于一组。对于驱动四相六线步进电机,两根公共com端不接先也可以驱动该步进电机的。 步进电机相关概念: 相数:产生不同对极N S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数: 完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n 表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD- DA-AB四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用9表示。B =360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为9 =360度(/50*4)=1.8 度(俗称整步),八拍运行时步距角为9 =360度/ (50*8)=0.9 度(俗称半步)。定位转矩: 电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的) 静转矩: 电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。
2相四线,四相五线,四相六线步进电机接线及驱动方法
步进电机原理 按照常理来说,步进电机接线要根据线的颜色来区分接线。但是不同公司生产的步进电机,线的颜色不一样。特别是国外的步进电机。 那么,步进电机接线应该用万用表打表。 步进电机内部构造如下图:
通过上图可知,A,~A是联通的,B和~B是联通。那么,A和~A是一组a,B和~B是一组b。 不管是两相四相,四相五线,四相六线步进电机。内部构造都是如此。至于究竟是四线,五线,还是六线。就要看A和~A之间,B和B~之间有没有公共端com抽线。如果a组和b 组各自有一个com端,则该步进电机六线,如果a和b组的公共端连在一起,则是5线的。 所以,要弄清步进电机如何接线,只需把a组和b组分开。用万用表打。 四线:由于四线没有com公共抽线,所以,a和b组是绝对绝缘的,不连通的。所以,用万用表测,不连通的是一组。 五线:由于五线中,a和b组的公共端是连接在一起的。用万用表测,当发现有一根线和其他几根线的电阻是相当的,那么,这根线就是公共com端。对于驱动五线步进电机,公共com端不连接也是可以驱动步进电机的。 六线:a和b组的公共抽线com端是不连通的。同样,用万用表测电阻,发现其中一根线和其他两根线阻止是一样的,那么这根线是com端,另2根线就属于一组。对于驱动四相六线步进电机,两根公共com端不接先也可以驱动该步进电机的。
步进电机相关概念: 相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。 定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的) 静转矩:电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。 步进电机驱动 驱动步进电机,无非是给电机a和b组先轮流给连续的脉冲,步进电机就可以驱动了。 步进电机驱动码:
二相与五相步进电机的差异
二相与五相步进电机的差异 概述:步进电机主要是依相数来做分类,而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所广泛采用。二相步进电机每转最细可分割为400等分,五相则可分割为1000等分,所以表现出来的特性以五相步进电机较佳、加减速时间较短、动态惯性较低。 二相/五相步进电机差异比较:打鱼机 步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。 三、矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM 或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。 四、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力
两相步进电机驱动器设计
两相步进电机驱动器设计 目录 第1章绪论 (3) 1.1 引言 (3) 1.2 步进电机常见的控制方法与驱动技术简介 (3) 第2章设计方案 (5) 2.1 步进电机的介绍 (5) 2.2 步进电机的特点 (6) 2.3 步进电机的分类 (6)
2.4步进电机运动特性及性能参数 (7) 2.5 设计方案的确定 (8) 2.6 设计思想与设计原理 (9) 第3章单元电路的设计 (9) 3.1方波产生电路设计 (9) 3.2 信号的分配 (13) 3.3功率放大电路设计 (15) 3.4 总体设计 (16) 第4章设计方案的论证 (18) 第5章心得体会 (18) 第6章参考文献 (19) 第1章 1.1 引言 步进电动机一般以开环运行方式工作在伺服运动系统中,它以脉冲信号进行控制,将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。步进电动机可以实现信号的变换,是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。由于其控制系统结构简单,控制容易并且无累积误差,因而在20世纪70 年代盛行一时。80 年代之后,随着高性能永磁材料的发展、计算机技术以及电力电子技术的发展,矢量控制技术等一些先进的控制方法得以实现,使得永磁同步电机性能有了质的飞跃,在高性能的伺服系统中逐渐处
于统治地位。相应的,步进电机的缺点越来越明显,比如,其定位精度有 限、低频运行时振荡、存在失步等,因而只能运用在对速度和精度要求不 高,且对成本敏感的领域。技术进步给步进电动机带来挑战的同时,也带 来了新的发展遇。由于电力电子技术及计算机技术的进步,步进电动机的 细分驱动得以实现。细分驱动技术是70 年代中期发展起来的一种可以显 著改善步进电机综合性能的驱动控制技术。实践证明,步进电机脉冲细分 驱动技术可以减小步进电动机的步距角,提高电机运行的平稳性,增加控 制的灵活性等。由于电机制造技术的发展,德国百格拉公司于1973 年发 明了五相混合式步进电动机,又于1993 年开发了三相混合式步进电动机。 根据混合式步进电动机的结构特点,可以将交流伺服控制方法引入到混合 式步进电机控制系统中,使其可以以任意步距角运行,并且可以显著削弱 步进电机的一些缺点。若引入位置反馈,则混合式步进电机控题正是借鉴 了永磁交流伺服系统的控制方法,研制了基于DSP的三相混合式步进电机驱 动器. 1.2 步进电机常见的控制方法与驱动技术简介 1.2.1常见的步进电机控制方案 1、基于电子电路的控制 步进电机受电脉冲信号控制,电脉冲信号的产生、分配、放大全靠电子元器件的动作来实现。由于脉冲控制信号的驱动能力一般都很弱,因此必须有功率放大驱动电路。步进电机与控制电路、功率放大驱动电路组成一体,构成步进电机驱动系统。此种控制电路设计简单,功能强大,可实现一般步进电机的细分任务。这个系统由三部分组成:脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路、功率放大驱动电路。系统组成如图1.1所示。 脉冲控制器 功 率 放 大 驱 动 电 路 环 形 分 配 器 步 进 电 机