励磁相位介绍

步进电机及其控制A

步进电动机是一种将电脉冲转换成相应角位移或线位移的电磁机械装置。它具有快速启停能力，在电动机的负荷不超过它能提供的动态转矩时，可以通过输入脉冲来控制它在一瞬间启动或停止。步进电动机的步距角和转速只和输入的脉冲频率有关，和环境温度、气压、振动无关，也不受电网电压的波动和负载变化的影响。因此，步进电动机多应用在需要精确定位的场合。

1．步进电动机的工作原理

aaaa步进电动机有三线式、五线式和六线式，但其控制方式均相同。都要以脉冲信号电流来驱动。假设每旋转一圈需要200个脉冲信号来励磁，可以计算出每个励磁信号能使步进电动机前进1.8°，其旋转角度与脉冲的个数成正比。步进电动机的正、反转由励磁脉冲产生的顺序来控制。

步进电动机的控制等效电路如图7-16所示。它有4条励磁信号引线A、

、B、，通过控制这4条引线上励磁脉冲产生的时刻，即可控制步进电机的转动。每出现一个脉冲信号，步进电机只走一步。因此，只要依序不断送出脉冲信号，步进电机就能实现连续转动。

2．步进电动机的励磁方式

aaaa步进电动机的励磁方式分为全步励磁和半步励磁两种。其中全步励磁又有1相励磁和2相励磁只分；半步励磁又称1-2相励磁。简要介绍如下：

(!)1相励磁：

?励磁控制

aaaa在每一瞬间，步进电动机只有一个线圈导通。每送一个励磁信号，步进电动机能旋转1.8°。这是3种励磁方式中最简单的一种。

?特点

aaaa精确度好、消耗电力小，但输出转矩最小，振动较大。如果以该方式控制步进电动机正转，对应的励磁顺序见表7-5。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

（由图看出，1相励磁是每次修改一个角的值）

(2)2相励磁

?励磁控制

aaaa在每一瞬间，步进电动机有2个线圈同时导通。每送一个励磁信号，步进电动机能旋转1.8°。

?特点

aaaa输出转矩大，振动小。因而成为目前使用最多的励磁方式。如果以该方式控制步进电动机正转，对应的励磁顺序见表7- 6。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

(3)1-2相励磁

?励磁控制

aaaa为1相励磁与2相励磁交替导通的方式。每送一个励磁信号，步进电动机能旋转0.9°。

?特点

aaaa分辨率高，运转平滑，故应用也很广泛。如果以该方式控制步进电动机正转，对应的励磁顺序见表7-7。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

图7-17 简易步进电动机驱动电路

3．步进电动机的驱动

aaaa80C51每一位I/O口所能提供的驱动电流太小，无法直接驱动步进电动机，必须要加驱动电路。

最简单的驱动电路是在每一位I/O口加一只NPN晶体管来放大。此方法只能用于步进电动机没有外加负载的情况下。见图7-17。由于步进电动机属于电感性的负载，因而在该电路中，与步进电动机绕组并联了一只保护二极管，以防止电机停转时出现的自感电动势烧坏NPN晶体管。（2）集成电路驱动

aaaa也可以采用专用集成电路芯片驱动步进电动机，典型的驱动IC如FT5754 。

FT5754是步进电动机专用驱动芯片，内含4组NPN达林顿晶体管，保证步进电动机有足够的驱动电流。图7-18是FT5754的外观引脚和内部结构，各输入引脚B要保证有3mA的输入电流，才能使C-E导通。每个输出能承受最大为3A的电流，非常适合来驱动步进电动机。

图7-19为FT5754驱动步进电动机电路。由于FT5754需要3mA以上的输入电流，因而在FT5754与单片机之间需要用缓冲器来推动，可选用的器件有4050、74LS244等。