步进电机调速
步进电机调速方法
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下： 1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高； 3、接线简单、控制方便、价格低； 4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
其特点： 1、效率高，调速过程中没有附加损耗； 2、应用范围广，可用于笼型异步电动机； 3、调速范围大，特性硬，精度高； 4、技术复杂，造价高，维护检修困难。
5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为： 1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高； 2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上； 3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产； 4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
5、本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
串入的电阻越大，电动机的转速越低。
步进电机调速实验报告
步进电机调速实验报告步进电机调速实验报告引言：步进电机是一种常见的电机类型，具有精准定位、高可靠性和简单控制等优点，广泛应用于机械自动化领域。
本实验旨在通过调整步进电机的驱动信号频率，探究步进电机的调速性能。
实验目的：1. 了解步进电机的工作原理和调速控制方法；2. 掌握步进电机调速实验的基本操作；3. 分析步进电机调速性能，并探讨其影响因素。
实验装置：1. 步进电机驱动器：用于控制步进电机的转速和方向；2. 步进电机：作为实验的被测对象；3. 信号发生器：用于产生步进电机的驱动信号。
实验步骤：1. 搭建实验装置：将步进电机与驱动器连接，连接信号发生器与驱动器；2. 设置实验参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率范围和步进电机的分辨率；3. 开始实验：逐步增加信号发生器的频率，观察步进电机的转速变化；4. 记录数据：记录不同频率下步进电机的转速，并绘制转速-频率曲线；5. 分析结果：根据实验数据，分析步进电机的调速性能，并探讨其影响因素。
实验结果：根据实验数据，绘制了步进电机的转速-频率曲线。
曲线呈现出一定的线性关系，即随着频率的增加，步进电机的转速也相应增加。
然而，在一定频率范围内，转速的增加逐渐趋于平缓，表明步进电机存在一定的最大转速限制。
此外，实验中还观察到步进电机在低频率下容易发生失步现象，即无法按照预定的步进角度运动。
讨论与分析：步进电机的调速性能受多种因素影响，其中包括步进电机的类型、驱动器的性能、负载情况等。
在本实验中，步进电机的转速受到信号发生器频率的限制，过高或过低的频率都会导致转速的下降。
此外，步进电机的失步现象可能是由于驱动器输出信号不稳定或负载过大造成的。
结论：通过本实验，我们了解了步进电机的工作原理和调速控制方法，并掌握了步进电机调速实验的基本操作。
实验结果显示，步进电机的转速与驱动信号频率呈线性关系，但存在一定的最大转速限制。
此外，步进电机在低频率下容易发生失步现象。
步进电机的调速原理
步进电机的调速原理
调速原理是指控制步进电机转速的方法。
常见的调速原理有以下几种：
1. 定常电流控制：通过控制步进电机的驱动电流大小来实现调速。
电机转速与驱动电流成正比关系，增大电流可以提高转速，减小电流可以降低转速。
2. 单微步调速：通过改变步进电机的微步数来实现调速。
步进电机分为全步和微步两种工作模式，全步每转一周，电机转动一个完整的步距角，而微步则是将步距角进一步细分。
通常通过控制电机可执行的微步数，来调控电机的转速。
3. 物理机械调速：通过改变步进电机的负载来实现调速。
例如，在电机轴上增加负载可以降低转速，减小负载则可以提高转速。
4. 闭环调速：通过反馈系统来实现闭环控制，实时调整电机驱动信号以达到预定转速。
常见的闭环调速方法有位置反馈和速度反馈。
位置反馈通常使用编码器等装置来实时监测电机转动角度，根据误差信号调整驱动信号；速度反馈则是通过速度传感器实时监测电机转速，并根据误差信号进行调整。
这些调速原理可以根据实际需求进行选择和组合，以实现步进电机的精确调速。
单片机控制步进电机调速实验
51系列单片机控制步进电机调速实验实验目的及要求：1、熟悉步进电机的工作原理2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量，测量方式：数字测量)4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供，具体型号42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止；实现加速、匀速、和减速控制。
速度设定由键盘设定，步进电机的反馈速度由LED数码管显示。
实验原理：步进电机控制原理一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。
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）。
因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。
步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。
由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。
随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号可以由单片机产生。
电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：(图2所示)图1 是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。
基于51单片机的步进电机调速系统(含完整代码)
课程设计报告设计题目：遥控小车——基于51单片机的步进电机调速系统学院：专业：班级：学号：姓名：电子邮件：时间：成绩：指导教师：华南农业大学理学院应用物理系课程设计（报告）任务书学生姓名指导教师职称学生学号专业电子信息科学与技术题目基于51单片机的步进电机调速系统（遥控小车）任务与要求1. 设计并制作电路，利用单片计控制步进电机运转。
2. 通过键盘可以不间断地设定改变电机的转速、转向。
3. 利用显示器实时显示转速等参数。
4. 扩展功能：可设定转动步数。
开始日期2014 年3 月完成日期2014 年3 月1引言步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
目前，步进机已经广泛应用于领域，例如工业生产中的机械臂的控制，照明装置和监控摄像机转动等。
步进机在装置转动、精确位移方面有很重大的作用。
本系统是基于STC89C51 单片机的遥控小车。
采用STC89C51单片机作为控制核心，通过ULN2003A驱动步进机（28BYJ-48）转动，由按键和显示屏1602组成人机交互模块，同时通过315M无线发射和接收模块向单片机输入控制信号，将整个系统固定于简易小车上，最终实现小车测试和远程遥控功能。
基本达到预定的设计要求以及功能的扩展。
2系统的设计与理论分析2.1系统总体设计2.2理论分析本设计分为两种工作模式：测试模式、遥控模式。
在电路板上有一个带锁的开关进行设置。
测试模式工作时，通过控制小车上的按键进行加速、减速、反转、设置、步数增、步数减等按键，单片机扫描按键，通过软件控制液晶模块显示对应的转速、设置的速度和步数，同时控制步进机模块进行相应的转动。
步进机的是由ULN2003A达林顿管驱动，由单片机控制输入脉冲的频率来控制步进机的转速，单片机是通过程序查表对4个I/O口输出脉冲，本次设计采用的是两相四线减速步进机，步进角为5.625°，减速比为64:1，程序采用的是8拍查表，具有较好的扭矩。
遥控模式工作时，遥控部分五个按键分别输入前、后、左、右、暂停，单片机扫描按键，通过无线发射模块发射串行编码，小车的无线接收模块接收对应的编码，送至单片机进行解码，从而控制液晶模块的显示和步进机模块的工作，进而完成功能。
步进电机调速原理
步进电机调速原理
步进电机是一种特殊的直线或旋转电机，具有可以控制位置和速
度的优点。
调速是步进电机的主要应用之一，它可以通过改变电流的
频率或者改变电源电压来实现调速。
步进电机调速原理主要有以下几种：
一、微步控制调速原理
微步控制是一种在控制电流中引入微小的时间对称脉冲，以实现
对步进电机转速的调节。
微步控制可以分为全步、半步、四分之一步、八分之一步等多种不同步数的控制方式，是一种高精度、低噪音、低
振动的调速方式。
二、调整电源电压原理
步进电机的转速与电源电压成正比，因此调节电源电压可以实现
调速。
调节电源电压时需要注意：调节电源电压过高会使步进电机发热，短时间内甚至会烧坏电机；过低电压会影响电机的动力性能和工
作效率。
三、控制脉冲频率原理
步进电机的转速与控制脉冲的频率成反比，因此调整控制脉冲的
频率可以实现调速。
这种调速方式需要合理地选择驱动器的细分，以
提高脉冲频率的精度和稳定性，从而实现平稳的调速效果。
四、增强电流控制原理
增强电流控制是一种通过增加电机的驱动电流来提高电机输出功
率和动力性能的控制方式。
在这种调速方式下，电机的驱动电流可以
随着转动速度的变化而逐渐增加，从而实现高速、高扭矩的调速效果。
综上所述，步进电机调速原理主要包括微步控制、调整电源电压、控制脉冲频率和增强电流控制等多种方式。
在实际应用中，我们可以
根据不同的需求和实际情况选择最合适的调速方式来实现调速效果。
步进电机调速实验
肇庆学院光机电一体化综合性实验实验报告学院：电子信息与机电工程学院课程：微型计算机控制技术级糸班别：13级电气2班姓名：梁智健学号：201324122202指导老师：陈显明实验地点：后山金工楼3楼电工实验室实验日期: 2015年12月7日________________________________________ 实验一步进电机调速实验一、实验目的掌握步进电机的控制方法二、实验设备TDN86/88＋教学实验系统一台三、实验原理及接线步进电机工作原理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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
1、本实验使及35BY146型四项八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及励磁顺序如下图：实验线路8255B口输出电平在各步中的情况如下：2.实验程序及流程STACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08,09H ;步进电机对应步值(1-8) DATA ENDS ；即8255 B口输出值CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART： MOV AX,DATAMOV DS,AXMAIN：MOV AL,90H ；初始化8255 B 口为输出OUT 63H,ALA1：MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,0008H ；步进电机步数为8A2：MOV AL,[BX] ；8255输出OUT 61H,ALCALL DALLY ；调Dally延时程序INC BXLOOP A2JMP A1DALLY： PUSH CXMOV CX,5000H ；在此可改变步间延时值，只需增T1：PUSH AX ；减输入到CX中的值POP AXLOOP T1POP CXRETCODE ENDSEND START四、实验内容及步骤（1）按图接线：（2）输入程序，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件装入系统，也可直接从软盘中调用EXP3.EXE文件。
步进电机的调速方法和优点
步进电机的调速方法和优点
步进电机的调速方法和优点可以根据具体的应用需求来选择调速方法，以下是常用的步进电机调速方法和其优点：
1. 电流控制法：通过调节步进电机的驱动电流大小来改变步进电机的转速。
优点是控制简单，成本低，适用于对转速精度要求不高的应用。
2. 脉冲频率控制法：通过改变输入给步进电机的脉冲频率来调节转速。
优点是转速可调范围广，转速精度高，适用于对转速要求较高的应用。
3. 引导参考比法：通过与编码器等传感器进行闭环控制，将电机的实际位置反馈给控制器，从而实现转速的精确控制。
优点是转速稳定性高，精度极高，适用于要求极高的精确控制和定位应用。
步进电机的优点包括以下几点：
1. 精度高：步进电机精确的转动位置能够提供精确的定位和控制。
2. 高扭矩：步进电机在不同转速下可以输出较高的扭矩，适用于要求较高的力矩输出的应用。
3. 停止时无震动：步进电机在停止时不会产生震动，保证了控制系统的稳定性。
4. 自启动：步进电机在停止情况下可以自动启动，节省了启动装置的成本和复杂性。
5. 无需编码器：步进电机可以通过开环控制进行位置和速度控制，无需使用编码器等传感器，简化了控制系统的设计和成本。
6. 响应速度快：步进电机可以快速响应控制信号，实现高速的加速和减速，适用于需要快速响应的应用。
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课程设计报告系（部）：自动化专业班级：学生姓名：学号：设计题目：步进电机调速完成日期年月日指导教师评语：_____________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）：指导教师（签字）：_____________________本次课程设计是借助DICE-AT2计算机控制技术实验箱中的35BYJ46型四相八拍步进电机为对象，用ULN2803作为步进电动机驱动电路主芯片，以8255A作为8088为核心的并行输出接口，8088对步进单机的控制信号则通过8255A送到ULN2803，并以此来实现步进电机的转速调节和实现步进电机正反转改切换：正转-停止-反转。
通过8255APB端口的通和断产生脉冲序列，步进电机旋转方向由给定脉冲决定，步进电机的速率由延时时间决定；通过调整发送脉冲之间的时间间隔达到控制步进电机的速率，时间间隔越长，步进电机旋转越慢，时间间隔越短，步进电机旋转越快。
试验中实现了步进电机的正转、停止、反转。
通过程序改变步进电机的转速与转序，实现了对步进电机的可靠操控。
关键词：四相八拍步进电机；正反转；速率；转速This course is designed by means of computer DICE-AT2 control technology experiment box of 35byj46 four phase and eight beat step motor as the object, use ULN2803 as a step into the motor driving circuit of the main chip, 8255A as 8088 is a core of the parallel output interface, 8088 single control signal of step is through the 8255 sent ULN2803. And in order to achieve the stepper motor speed regulation and achieve the stepper motor positive inversion change: forward - stop - reversal. By 8255APB port of the and off pulse sequence, stepper motor rotation direction given by the pulse decide, stepper motor speed is determined by the delay time; by adjusting the transmit pulse between the interval to achieve the stepper motor control of the rate, longer time intervals, stepper motor rotation slower, shorter time interval, stepper motor faster rotation. In the experiment, the positive rotation, stop and reverse of the stepper motor are realized. Through the program to change the stepper motor speed and turn order, to achieve a reliable control of the stepper motor.Key words: four phase eight beat stepper motor; positive and negative; speed; Rotationl Speed一绪论 (1)二系统分析 (2)三设计方案 (2)3.1硬件设计 (2)3.2软件设计 (2)四硬件调试 (3)4.1操作说明 (3)4.2系统调试 (3)五结果分析及心得体会 (4)参考文献 (5)附录 (6)程序清单 (6)一绪论步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。
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步进电机件。
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。
因此本次实验将采用DICE-AT2计算机控制技术实验箱中的35BYJ46型四相八拍步进电机为对象来实现步进电机转速的调节与步进电机正反转改切换：正转—停止—反转。
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置，是一种输出与输入数字脉冲对应的增量驱动元件，具有快速启动和停止的能力。
当负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值时，它就可能在一瞬间实现启动和停止。
它的步矩角和转速不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件(如温度、气压、冲击和振动等)的影响，仅与脉冲频率有关。
它每转l周都有固定的步数，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。
正是因为步进电机具备上述优点，它已经被广泛地用于自动控制系统中作为执行元件。
但大多数设计人员常常习惯于用逻辑电路实现复杂的步进电机的控制，虽然已经取得很大成效，但实现起来成本高、费时多，而且一旦组成了电路，就很难再改动，因此不得不完全重新设计控制器。
因此本次实验将采用DICE-AT2计算机控制技术实验箱中的35BYJ46型四相八拍步进电机为对象来实现步进电机转速的调节与步进电机正反转改切换：正转—停止—反转。
步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）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。
步进电动机多用于数控车床和机器人系统中．在现代工业，特别是航空、航天、电子等领域中，要求完成的工作量大，任务复杂，精度高，利用人工操作不仅劳动强度大，生产效率低，且难以达到所要求的精度，还有一些工作环境是对人体健康有害的或人类无法到达的，这就需要数控机床和机器人来完成这些工作．另外，在计算机外设和办公室自动化设备中也大量运用步进电机，如磁盘驱动、打印机、绘图仪和复印机等。
步进电动机在微机控制的中小型机床和其它自动化装置方面取得了广泛的应用．步进电动机与一般交、直流电动机不一样，后者的电源常常是一个标准的交、直电源，只要电压等级和容量与电动机给定参数相等，电机基本上就有确定的性能．步进电动机的电源，在许多情况下是一个直流开关电源．步进电动机的性能很大程度上依赖于驱动电源的性能．目前的研究热点有斩波恒流控制、SPWM（正弦脉宽调制）等，驱动电路普遍采用单片机加上外围电路，或专用 SPWM 芯片甚至 DSP 来产生 SPWM 波来控制功放电路开关管的通断．用于步进电机驱动电路的功率有GTRVDMOS和IGBT等。
步进电机最早是在1920年代由英国人所开发。
1950年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。
往后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。
在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。
二系统分析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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
以8255A作为8088为核心的并行输出接口，8088对步进单机的控制信号则通过8255A送到ULN2803，并以此来实现步进电机的转速调节和实现步进电机正反转改切换：正转-停止-反转。
电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动机即不再运转。
所以在每走一步后，程序必须延时一段时间。
三设计方案本设计采用DICE-AT2计算机来控制四相八拍步进电机35BYJ46，用ULN2003作为步进电动机驱动电路主芯片，以8255A作为8086并行输出接口，8086对步进电机的控制信号则通过8255A送到ULN2003。
电路由8255A芯片、驱动和步进电机等组成，具体的电路原理框图如下图所示：3.1硬件设计本电路的设计是利用8255A的A口作为输入口，B口作为输出，C口没有用到。
PA0~~PA2分别用来控制步进电机的开启/停止、正反向、快慢转。
PB0~~PB3作为输出口，分别接步进电机的ABCD端口，输出相序表中的加电编码，从而使步进电机可以开始运转。
3.2软件设计实现步进电机运行方式、方向和速度以及启/停的控制，是接口软件设计的主要任务。
为此，在编写程序之前，要建立一个相序表。
相序表的建立应根据步进电机运行方式的要求及各绕组与8255A端口连接情况来确定加电代码。
通过输出预先设定好的转速状态对应值，即可控制电机的转速状态。
转向和转速，通过查表的方式实现，以逐次递增方向查表，依次输出表中数据，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则电机反转，即通过一个表实现步进电机的正转与反转。