步进电机三相六拍环形分配器
步进电机环形分配器
步进电机环形分配器（1）工作原理步进电机控制主要有三个重要参数即转速、转过的角度和转向。
由于步进电机的转动是由输入脉冲信号控制，所以转速是由输入脉冲信号的频率决定，而转过的角度由输入脉冲信号的脉冲个数决定。
转向由环形分配器的输出通过步进电机A、B、C相绕组来控制，环形分配器通过控制各相绕组通电的相序来控制步电机转向。
如图1给出了一个双向三相六拍环形分配器的逻辑电路。
电路的输出除决定于复位信号RESET外，还决定于输出端Q A、Q B、Q C的历史状态及控制信号－EN使能信号、CON正反转控制信号和输入脉冲信号。
其真值表如表1所示。
图1 步进电机环形分配器表1 真值表（2）程序设计程序设计采用组合逻辑设计法，由真值表可知：当CON＝0时，输出Q A、Q B、Q C的逻辑关系为：当CON＝1时，输出Q A、Q B、Q C的逻辑关系为：当CON＝0，正转时步进机A、B、C相线圈的通电相序为：当CON＝1，反转时各相线圈通电相序为：Q A、Q B、Q C的状态转换条件为输入脉冲信号上升沿到来，状态由前一状态转为后一状态，所以在梯形图中引入了上升沿微分指令。
PLC输入/输出元件地址分配见表2。
表2 PLC输入/输出元件地址分配表根据逻辑关系画出步进电机机环形分配器的PLC梯形图，如图2所示。
CON10Z EN CLK A B C A B C1ΦΦ10010001↑10111001↑00101001↑01101101↑01000101↑11010101↑100100PLC IN代号PLC OUT代号X0CLK Y0Q AX1EN Y1Q BX2RESET Y2QcX3CON图2 环形分配器的梯形图梯形图工作原理简单分析如下：设初始状态为RESET有效。
X2常开触点闭合，Y0输出为“1”状态，Y1、Y2为“0”状态，RESET无效后，上述三输出状态各自保持原状态。
CON＝0（X3=0），当EN（X1=1）有效，且有输入脉冲信号CLK（X0）输入，CLK（X0）上升沿到来，M0辅助继电器常开触点闭合一个扫描周期。
机电一体化考试资料(完整答案版)
1.机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并将机械装置与电子设备以以及软件等有机结合而成的系统的总称。
2.工业三大要素：物质、能量和信息3.机电一体化系统由机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统等五个子系统构成。
4.机电一体化系统设计流程：（1）根据目的功能确定产品规格、性能指标（2）系统功能部件、功能要素的划分（3）接口的设计（4）综合评价（5）可靠性复查（6）试制与调试5.机电一体化系统设计的考虑方法：（1）机电互补法：利用通用或专用电子部件取代传统机械产品中的复杂机械功能部件或功能子系统。
（2）结合法：将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件。
（3）组合法：将用结合法制成的功能部件、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化产品。
6.机电一体化设计类型：（1）开发性设计：是没有产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的系统。
（2）适应性设计：是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械机构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。
（3）变异性设计：是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。
7.机电一体化设计程序：（1）明确设计思想（2）分析综合要求（3）划分功能模块（4）决定性能参数（5）调研类似产品（6）拟定总体方案（7）方案对比定型（8）编写总体设计论证书8.设计准则：在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。
9.设计规律：根据设计要求首先确定离散元素间的逻辑关系，然后研究其相互间的物理关系，这样就可根据设计要求和手册确定其结构关系，最终完成全部设计工作。
10.绿色设计：在新产品的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
步进电机的环形分配器类型_解释说明以及概述
步进电机的环形分配器类型解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文将探讨步进电机中的一种重要组件，即环形分配器类型。
通过解释和说明环形分配器的概念、特点以及工作原理，我们可以深入了解其在步进电机系统中的重要作用。
1.2 文章结构文章将按照以下结构进行叙述：引言、正文、环形分配器类型解释说明、步进电机类型概述和结论。
通过这样的层次结构，读者能够逐步了解步进电机和环形分配器之间的关系，并对它们的特点有一个全面且清晰的认识。
1.3 目的本文旨在介绍并阐明环形分配器类型在步进电机系统中的作用。
通过对环形分配器的原理和特点进行详细讲解，读者可以更好地理解步进电机系统的运行原理，以及为什么环形分配器是必不可少的组成部分。
此外，本文还将探讨不同类型步进电机的特点，并展望未来环形分配器类型和步进电机发展方向。
以上就是“1. 引言”部分内容，请根据需要进行修改和完善。
2. 正文正文部分将详细介绍环形分配器类型以及它与步进电机之间的关系。
本节将涵盖环形分配器类型的工作原理、结构和特点，以及步进电机的基本原理和应用领域。
在此之前，让我们先了解一下什么是环形分配器类型。
环形分配器类型是指一种特殊的外围装置，用于控制步进电机的旋转方向和速度。
它可以根据输入信号来驱动电机按照预定模式旋转。
环形分配器类型通常由一个或多个传感器和相关控制电路组成。
接下来，我们将关注环形分配器类型的主要特点。
首先，它具有高精度和可靠性，能够实现精确的位置控制和旋转角度测量。
其次，环形分配器类型具有快速响应速度和较低的噪音水平，可以满足高性能应用对转动效果的要求。
此外，它还具有较高的承载能力和抗干扰能力，在恶劣环境条件下依然稳定运行。
然后，我们来看一看环形分配器类型的工作原理。
在操作过程中，传感器将检测到输入信号，并将其转换为电信号，然后通过控制电路将指令传递给步进电机。
根据不同的输入信号，环形分配器可以确定旋转方向和速度，并将步进电机驱动到相应位置或以特定步长旋转。
实验一 步进电动机实验
实验一步进电动机实验一.实验目的1.了解步进电动机的驱动电源和电机的工作情况。
二. 实验项目1.步进电动机驱动电源的波形观察。
2.步进电动机的动态观察。
三.实验设备及仪器1.MEL系列电机系统教学实验台主控屏。
2.电机导轨及测功机,转速转矩测量MEL-13。
3.步进电动机M10。
4.步进电机驱动电源MEL-10。
5.双踪示波器。
四.实验操作步骤1.实验准备(1).按实验要求准备好各类设备及仪表.(2).在控制屏上按次序悬挂所需组件,并检查相关的连接，2.驱动波形观察（不接电机）(1) 合上控制电源船形开关，分别按下“连续”和“正转/反转”，“三拍/六拍”，”启动/停止”开关，使电机处于三拍正转连续运行状态。
(2). 用示波器观察电脉冲信号输出波形（CP波形），改变“调频”电位器旋钮，频率变化范围应不小于5Hz~1KHz(800 KHz)，从频率计上读出此频率。
(3) 用示波器观察环形分配器输出的三相A，B，C波形之间的相序及其CP脉冲波形之间的关系。
（4）改变电机运行方式，使电机处于正转，六拍运行状态，重复C的实验。
（5）再次改变电机运行方式，使电机处于反转状态，重复C的实验3.步进电机的动态观察：（按图正确接线, 频率40 KHz）（1）单步运行状态：A: 接通电源，按下“单步”琴键开关，“复位”按钮，“清零”按钮。
B: 不断按下“单步”按钮，观察运行状态；改变电机转向，重复操作。
(2).角位移和脉冲数的关系：A：按下“置数”琴键开关，拨动开关预置步数，分别按下“复位”，“清零”按钮，记录电机所出位置。
B：按下“启动/停止”开关，电机运转，观察并记录电机偏转角度。
(20Hz左右)C：重新预置步数，重复观察并记录电机偏转角度。
(3) 空载突跳频率的测定控制系统置连续运行状态，按执行键，电机连续运转后，调节速度调节旋钮使频率提高至某频率（自动指示当前频率）。
按设置键让步进电机停转，再重新启动电机（按执行键），观察电机能否运行正常，如正常，则继续提高频率，直至电机不失步启动的最高频率，则该频率为步进电机的空载突跳频率。
步进电机控制系统原理
图7 CH250三相双三拍接法
图8 CH250三相六拍接法
CH250环形脉冲分配器的功能关系如表1所列
讨论：
• 单片机输出步进脉冲后,再由脉冲分配电路按事先确定的顺序控制各相的 通断.
二、由软件完成脉冲分配工作
• 用微型机代替了步进控制器把并行二进制码转换成 • 串行脉冲序列,并实现方向控制. • 只要负载是在步进电机允许的范围之内, • 每个脉冲将使电机转动一个固定的步距角度. • 根据步距角的大小及实际走的步数,只要知道初始 • 位置,便可知道步进电机的最终位置. • 特点：由软件完成脉冲分配工作,不仅使线路简化,成本下
LOOP2： MOV A,R3 ADD A,#07H MOV R3,A AJAMP LOOP1
DELAY：
；求反向控制模型的偏移量 ；延时程序
POINT
COUNT POINT
DB 01H,03H,02H,06H,04H,05H,00H ；正向控制模型 DB 01H,05H,04H.06H,02H,03H,00H ；反向控制模型 EQU 30H, EQU 0150H
01 100
3、步进电机与微型机的接口及程序设计
总之, 只要按一定的顺序
改变 P1.0～P1.2 三位通电的状况, 即可控制步进电机依选定的方向步进.
3、步进电机与微型机的接口及程序设计
由于步进电机运行时功率较大,可在微型机与驱动器 之间增加一级光电隔离器,以防强功率的干扰信号反 串为进什么主步控进系电统机.功如率图驱所动示电路. 采用光电隔离？
2、步进电机控制系统原理
8713硬件环行分配器讲稿
这一讲主要介绍硬件环行分配器和软件环形分配器，在这之前加一个步进电机控制系统框图结构，不要那个具体的软硬件的电气原理图，而把具体的电气原理图放在硬件环行分配器和软件环形分配器中。
以保证时间充足，且不重复。
8713硬件环行分配器主要生产厂家：PMM8713:三洋公司MB8713:富士通公司5G8713:国产主要功能及性能：三相步进电机：单三拍、双三拍、六拍四相步进电机：单四拍、双四拍、八拍单时钟输入、双时钟输入正反转控制初始化复位工作方式及输入脉冲状态监测4-18V直流电源输出电流：20mA引脚功能：8713是双列直插式16引脚芯片，主要引脚功能为：1：正转脉冲输入端2：反转脉冲输入端此2引脚供双时钟输入方式采用。
3：脉冲输入端， 0：低电平；1：高电平4：转向控制端， 0：反转； 1：正转此2引脚供单时钟输入方式采用。
5：工作方式选择输入引脚6：工作方式选择输入引脚此2引脚联合使用，即：00=双三（四）拍； 11= 三六（四八）拍01=10=单三（四）拍7：三相或四相选择输入引脚，0：三相；1：四相13~10：依次为A、B、C、D各相输出引脚。
硬件接口电路图示接线工作方式：因5、6、7三引脚直接接高电平，故其为：单时钟、四相电机、工作在四相八拍方式。
8255地址：总地址：4000H-4003HA口: 4000HB口: 4001HC口: 4002HK口: 4003H8255工作方式字：初始化MOV DPTR , 4003HMOV A , 80HMOVX @DPTR , A步进电机运行字：按照逐点比较法输出的步进电机控制字：X正向一步：03HX负向一步：01HY正向一步：0CHY负向一步：04HX正向一步标准语句：MOV DPTR , 4000HMOV A , 03HMOVX @DPTR , A。
可自启动多模式三相环形脉冲分配器的设计
戛 艇
步 机受 脉冲 号 控 电 信 产 分 和 进电 电 信 的 制，脉冲 号的 生、配 放大 靠电 路的 作 现 步 机与 电 功 放 要 子电 动 来实 。 进电 控制 路、率 大驱 电 组成 体，成 电 驱 统，系 要 脉 动 路 一 构 步进 机 动系 该 统主 由 冲 产 路、冲 号 电 功 放 动 路 成， 信号 生电 脉 信 分配 路和 率 大驱 电 组 其中 信 分 路 对 电 相 的 脉冲 脉冲 号 配电 产生 步进 机各 绕组 控制 这里，三 步 机 形 分 器 分 二 环形 冲 对 相 进电 环 脉冲 配 进行 析，相 脉 分配 工 式 相 三 三 双 和 相 拍等 器的 作模 分三 单 拍、 相 三拍 三 六 三 种工 模 如 用A、C分 代表 进电 的三 绕 而 作 式。 果 B、 别 步 机 相 组，
鱼， 盖狱 禾 芜
计算 技术与 自动化
200 7 年第 3 期
可
自 启 动 多 模 式 三 相 环 形 脉 冲 分 配 器 的 设 计
党力明’ ， 张长峰 ’ ， 王建民’ ， 付麦霞2
(1 .信息工程大学理学院， 郑州 45o 1 ;2.河南工业大学， 河南 00 河南 郑州 450o52 )
摘 要:提出了 一种可自 名动的多模式三相步 进电机环形脉冲分配器的设计方法 首先， 通过分析各模式的状态转换关 系分别获得各模式下的触发器驱动方程， 进而产生 模式可选的触 发器驱动方程。其次， 由驱动万程设计出简 化的硬件电 路 最后， 启动进行了讨论， 对自 给出了自 启动电 路设计。实际电路可通过模式设置获得三相单三拍、 三相双三拍和三相六拍等
三种环形脉 冲分配器
关 键 词:三相环形脉冲分配器; 多模式; 自 启动;J 触发器;步进电 K 机
步进电动机驱动控制原理
步进电机控制步进电动机一、步进电动机的组成和种类二、步进电动机的工作原理2.1.1B'B'C'C'这种工作方式下这种工作方式下，，三个绕组依次通电一次为一个循环周期个循环周期，，一个循环周期包括三个工作脉冲一个循环周期包括三个工作脉冲，，所以称为三相单三拍工作方式以称为三相单三拍工作方式。
按A →B →C →A →……的顺序给三相绕组轮流通电轮流通电，，转子便一步一步转动起来转子便一步一步转动起来。
每一拍转过30°(步距角步距角))，每个通电循环周期每个通电循环周期(3(3(3拍拍)转过90°(一个齿距角一个齿距角))。
2.1 2.1 步进电动机步进电动机步进电动机结构与工作原理结构与工作原理2.1.2 三相六拍按A →AB →B →BC →C →CA 的顺序给三相绕组轮流通电序给三相绕组轮流通电。
这种方式可以获得更精确的控制特性获得更精确的控制特性。
4123齿与A、A' 对齐对齐。
对齐,,又转324齿与B、B´对齐三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下期如下：：A →AB →B →BC →C →CA ，每个循环周期分为六拍环周期分为六拍。
每拍转子转过15°（步距角步距角），），），一一个通电循环周期环周期((6拍)转子转过90°(齿距角齿距角))。
与单三拍相比与单三拍相比，，六拍驱动方式的步进角更小，更适用于需要精确定位的控制系统中更适用于需要精确定位的控制系统中。
2.1.3 三相双三拍按AB→BC→CA的顺序给三相绕组轮流通每拍有两相绕组同时通电。
电。
每拍有两相绕组同时通电。
B'C'B'C'B'C'360°电机转动的电机转动的工作原理演示工作原理演示总结总结：：错齿是步进电动机旋转的根本原因齿距角是齿距角是99°；定子仍是6个磁极个磁极，，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿面加工有五个和转子一样的齿。
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10.2 步进电动机位置控制系统
10.2.2 步进电动机的脉冲分配电路
1. 硬件脉冲分配器电路
步进电动机的脉冲分配可以由硬件和软件两种方法来实现。
硬件环形分配器需要根据步进电动机的相数和要求的通电方式而设计专门的电路，图10.6所示为一个三相六拍的环形分配器。
分配器的主体是三个J-K触发器。
三个J-K触发器的Q输出端分别经各自的功放线路与步进电动机A、B、C三相绕组连接。
当QA＝1时，A相绕组通电；QB＝1时，B相绕组通电；QC＝1时，C相绕组通电。
DR+和DR-是步进电动机的正反转控制信号。
正转时，各相通电顺序：A－AB－B－BC－C－CA
反转时，各相通电顺序：A－AC－C－CB－B－BA
图10.6 三相六拍环形分配器
图10.6所示为的三相六拍环形分配器逻辑真值表如表10.1所示。
序号控制信号状态输出状态导
电
绕
组
表10.1 三相六拍环形分配器逻辑真值表
2. 软件脉冲分配
对于不同的计算机和接口器件，软件环分有不同的形式，现以AT89C51单片机配置的系统为例加以说明。
（1）由P1口作为驱动电路的接口
控制脉冲经AT89C51的并行I/O接口P1口输出到步进电动机各相的功率放大器输入，设P1口的P1.0输出至A相，P1.1输出至B相，P1.2输出至C相。
（2）建立环形分配表
为了使电动机按照如前所述顺序通电，首先必须在存储器中建立一个环形分配表，存储器各单元中存放对应绕组通电的顺序数值，如表10.2所示。
当运行时，依次将环形分配表中的数据，也就是对应存储器单元的内容送到P1口，使P1.0、P1.1、P1.2依次送出有关信号，从而使电动机轮流通电。
表10.2 三相六拍软件环形分配数据表
表为三相六拍环形分配表，K为存储器单元基地址（十六位二进制数），后面所加的数为地址的索引值。
可见，要是电动机正转，只需依次输出表中各单元的内容即可。
当输出状态已是表底状态时，则修改索引值使下次输出重新为表首状态。
如要使电动机反转，则只需反向依次输出各单元的内容。
当输出状态达到表首状态时，则修改指针使下一次输出重新为表底状态。
10.2 步进电动机位置控制系统
10.2.3 步进电动机的功率驱动电路
步进电动机的驱动电路实际上是一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动
能力。
由于功率放大器的输出直接驱动电动机绕组，因此，功率放大电路的性能对步
进电动机的运行性能影响很大。
对驱动电路要求的核心问题则是如何提高步进电动机
的快速性和平稳性。
目前，国内经济型数控机床步进电动机驱动电路主要有以下几种:
1. 单电压限流型驱动电路
图10.7所示是步进电动机一相的驱动电路，L是电动机绕组，晶体管VT可以认
为是一个无触点开关，它的理想工作状态应使电流流过绕组L的波形尽可能接近矩形
波。
但是由于电感线圈中的电流指数规律上升，其时间常数，须经过3 的时间后才
能达到稳态电流。
由于步进电动机绕组本身的电阻很小，所以，时间常数很大，从而
严重影响电动机的启动频率。
为了减小时间常数，在励磁绕组中串以电阻R，这样时
间常数就大大减小，缩短了绕组中电流上升的过度过程，从而提高了工作速度。
图10.7 单电压驱动电路
在电阻R两端并联电容C，是由于电容上的电压不能突变，在绕组由截止到导通的瞬间，电源电压全部降落在绕组上，使电流上升更快，所以，电容C又称为加速电容。
二极管V在晶体管VT截止时起续流和保护作用，以防止晶体管截止瞬间绕组产生的反电势造成管子击穿，串联电阻RD使电流下降更快，从而使绕组电流波形后沿变陡。
这种电路的缺点是R上有功率消耗。
为了提高快速性，需加大R的阻值，随着阻值的加大，电源电压也势必提高，功率消耗也进一步加大，正因为这样，单电压限流型驱动电路的使用受到了限制。
2.高低压切换型驱动电路
高低压切换型驱动电路的最后一级如图10.8 (a)所示，相应的电压电流波形图如图10.8(b)所示。
这种电路中采用高压和低压两种电压供电，一般高压大于60V，低压为5~20V。
V1在VT1和VT2都截止时通过电源和V2为电机绕组提供放电回路。
在t1¬-t2时间内。
VT1和VT2均饱和导通，＋80V的高压电源经过VT1和VT2管加到步进电动机的绕组上，使其电流迅速上升，当时间到达t2时，或电流上升到某一数值时，Ub2变为低电平，VT2截止，电动机绕组的电流由+12V电源经过VT1管来维持，此时，电流下降到电动机的额定电流，直到t3时Ub1也为低电平，VT1管截止，电动机绕组电流下降到0。
一般电压Ub1由脉冲分配经过几级放大获得，电压Ub2由单稳态电路再经脉冲变压器获得。
图10.8 高低压驱动电路
高低压切换型驱动电路的优点是功耗小，启动力矩大，突跳频率和工作频率高。
缺点是大功率管的数量要多用一倍，增加了驱动电源。
另外，由于工作中电路参数的漂移，高压脉冲的宽度很难掌握，偏宽则过流严重而导致电机发烫，偏窄则输出转矩不足而会引起失步。
3. PWM型驱动电路
恒频脉宽调制驱动电路就是把常用的斩波恒流和斩波平滑驱动电路的优点集于一身，所以功能更好。
V1是20kHz的方波，它作为各相D触发器的时钟信号CP，以保证各相以同样的频率进行斩波。
V2是步进控制信号。
Vref是比较器OP的正输入端信号，它用于确定电机绕组电流iL的稳定值。
图10.9 恒频脉宽调制驱动电路
恒频脉宽调制功率放大电路不但有较好高频特性，而且有效地减少了步进电机的噪声，同时还降低了功耗。
因此体积也可以减小。
由于斩波的频率较高，对功放管的要求也稍高，但是在现有的电力电子器件发展水平下这已不成问题。