实验六步进电动机
PLC实现步进电机的正反转及调整控制
实训课题三PLC实现步进电机正反转和调速控制一、实验目的1、掌握步进电机的工作原理2、掌握带驱动电源的步进电机的控制方法3、掌握DECO指令实现步进电机正反转和调速控制的程序二、实训仪器和设备1、FX2-48MR PLC 一台2、两相四拍带驱动电源的步进电机一套3、正反切换开关、起停开关、增减速开关各一个三、步进电机工作原理步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转换成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，图3-1是一个三相反应式步进电机结图。
从图中可以看出，它分成转子和定子两部分。
定子是由硅钢片叠成，定子上有六个磁极（大极），每两个相对的磁极（N、S极）组成一对。
共有3对。
每对磁极都绕有同一绕组，也即形成1相，这样三对磁极有3个绕组，形成三相。
可以得出，三相步进电机有3对磁极、3相绕组；四相步进电机有4对磁极、四相绕组，依此类推。
反应式步进电动机的动力来自于电磁力。
在电磁力的作用下，转子被强行推动到最大磁导率（或者最小磁阻）的位置，如图3-1（a）所示，定子小齿与转子小齿对齐的位置，并处于平衡状态。
对三相异步电动机来说，当某一相的磁极处于最大导磁位置时，另外两相相必处于非最大导磁位置，如图3-1（b）所示，即定子小齿与转子小齿不对齐的位置。
图3—1三相反应式步进电动机结构图把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿，把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿。
错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件，所以，在步进电机的结构中必须保证有错齿的存在，也就是说，当某一相处于对齿状态时，其它绕组必须处于错齿状态。
本实验的电机采用两相混合式步进电机，其内部上下是两个磁铁，中间是线圈，通了直流电以后，就成了电磁铁，被上下的磁铁吸引后就产生了偏转。
因为中间连接的电磁铁的两根线不是直接连接的，是采用在转轴的位置用一根滑动的接触片。
这样如果电磁铁转过了头，原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了，所以电磁铁的N极S极就和以前相反了。
数控技术及应用第6章 数控机床的电气驱动-步进电动机
工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 双六拍；三相双三拍等 双六拍；三相双三拍等。“单”是指每次只有一相 绕组通电，“三拍”是指每三次换接为一个循环。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 三相绕组联接方式： （2）三相绕组中的通电顺序为： 三相绕组中的通电顺序为： A相 → B相 → C相 通电顺序也可以为： 通电顺序也可以为： A 相 → C 相→ B 相
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。 相通电使转子1 对齐。
A
B'
A C' B
B'
C' B
A'
C
A'
C
B相通电，转子2、4齿 相通电，转子 、 齿 相通电 相轴线对齐， 和B相轴线对齐，相对 相轴线对齐 A相通电位置转 °； 相通电位置转30° 相通电位置转
C相通电再转 ° 相通电再转30° 相通电再转
（3）工作过程 ） A 相通电，A 方向的磁 相通电，
A
B' 4 1 2 3 A'
通经转子形成闭合回路。 通经转子形成闭合回路。
C' B
若转子和磁场轴线方向 原有一定角度， 原有一定角度，则在磁 场的作用下，转子 场的作用下，
C
被磁化，吸引转子， 被磁化，吸引转子，由于磁力线总是要通过磁 阻最小的路径闭合， 阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 定子的齿对齐停止转动。 定子的齿对齐停止转动。
2、步进电动机
工作原理： 工作原理 ： 步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲 脉冲 线位移或角位移的电动机。每来一个 信号转换成线位移或角位移 线位移或角位移 信号 电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小 段距离。 特点： 特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比。
机电传动控制实验指导书(2010)
机电传动控制实验指导书实验一、继电—接触器控制三相异步电动机一、实验目的1．熟悉继电—接触器断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握三相异步电动机主回路和控制回路的接线方法；3．了解继电—接触器断续控制电路的组成二、实验使用仪器、设备1．DB电工实验台；2．三相异步电动机一台；3．万用表一台；4．专用连接线一套。
三、实验要求实现三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。
满足以下具体要求：(1) M1可以正、反向点动调整控制；(2) 具有短路和过载保护；(3) 画出主电路和控制电路。
四、实验参考电路五、实验步骤1．按布局图要求将各元器件定位；2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈；4．自查并互查连接线；5．合上电源，调试电路；6．观察电动机的运行情况。
六、实验注意事项1．操作前切断总电源；2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。
七、思考题1．熔断器与热继电器可否省去其中任何一个？为什么？2．熔断器与热继电器的规格可否随意选择？为什么？3．连接电线的规格可否随意选择？为什么？4．交流接触器可否带直流负载？为什么？实验二、交流异步电动机的变频调速器参数设定一、实验目的1.熟悉变频器的使用方法；2.掌握变频器的参数设定方法；3.了解变频调速系统的组成原理。
二、实验使用仪器、设备1．MITSUBISHI-FR-E500变频调速器1台；2．FX2N-32MR PLC 1台；3．PC机1台。
三、实验要求1．了解变频器的外部控制操作模式；2．了解变频器的组合控制操作模式；；3．实现变频器的PU控制操作模式；四、预备知识1．MITSUBISHI-FR-E500变频调速器端子接线方法，参照FR-E500变频器使用说明书2．主回路端子说明3．控制回路端子说明4．电源与电动机的连接5．控制回路的连接1）接线说明2）逻辑控制的切换3）停止信号的使用方法4）与PU端口的连接6．编程操作1）操作面板（FR-PA02-02）各部分的名称和作用2）各功能操作步骤3）控制方式①外部操作控制模式②PU操作控制模式③组合操作控制模式1④组合操作控制模式27．变频器参数1．参数表2．使用目的相关的参数一览表3．部分参数功能详述上述1-6预备知识，请参照FR-E500变频器使用说明书。
机械电子学-第6章 步进电动机的驱动与控制
认识步进电动机
功能 • 将电脉冲信号转换成转角或转速信号。 • 转角 ∝脉冲信号的个数； • 转速 ∝脉冲信号的频率。 • 转向取决于脉冲信号的相序
f
相
f N
通电脉冲频率 拍数
步进电动机的特点
2) 步距角
步进机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。
S
360 ZrN
N:一个周期的运行拍数 Zr：转子齿数
如：Zr=40 ,
N=3 时
S
360 40 3
3
1 单拍制
拍数：N=km m:相数 k=
整步
2 双拍制
半步
步距角不受各种干扰因素的影响。
步进电动机的特点
2) 步距角
步进电动机的特点
3) 转速
每输入一个脉冲，电机转过
S
360 ZrN
即转过整个圆周的1/(ZrN）, 也就是1/(ZrN）转
因此每分钟转过的圆周数，即转速为
n
60f ZrN
60f 360 360Z r N
s f
6
(r / min)
步进电动机的特点
4)误差不长期积累。 5）可实现数字信号的开环控制，控制系统廉价。 6）步进电机具有自锁能力
齿距角 为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿， 齿宽和齿槽和转子相同。
工作原理：假设是单三拍通电工作方式。
（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对 齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含
120/9 = 13 1 齿 3
A 相和 C 相差240，含240/ 9 =26 2个齿。所以， A 相的转子、定子的五个小齿对齐时，3B 相、C 相不能 对齐，B相的转子、定子相差 1/3 个齿（3），C相的 转子、定子相差2/3个齿（6）。
《电机与变压器》课件——第六章 步进电机
控制规律:
三相单三拍控制方式
定子三相绕组按U-V-W-U--…的顺 序轮流通电，则转子就按顺时针方向一 步一步地转动，每一步转过30°电角度。
控制规律:
三相单三拍控制方式
每一步转过的角度称为步距角；从 一相通电转换到另一相通电称为一拍， 每一拍转子转过一个步距角。
三相单三拍制
V相绕组开关闭合：
磁拉力将转子铁芯齿2、4与V相绕 组轴线V1V2对齐。此时转子即按顺时 针方向转过30°电角度。
三相单三拍制
W相绕组开关闭合：
V相绕组中开关断开，而将W相绕组 中开关闭合，向W相绕组通入电脉冲，气 隙中产生一个沿W1W2轴线方向的磁场。
三相单三拍制
W相绕组开关闭合：
控制规律:
三相双三拍控制方式
通电顺序改为：
AB→CA→BC→AB→…
步进电机的转子将顺时针转动。
三相双三拍运行
三相双三拍制
“双” 是指每次只有两相绕组通电 “三拍”是指一个循环只换接三次
三相双三拍制
三相双三拍控制方式，每次有两相绕组同时通电，每一循环也需要切换三 次，步距角与三相单三拍控制方式相同，也为30º。
通入电脉冲，气隙中产生一个沿U1U2 轴线方向的磁场。
三相六拍
U相通电： 转子铁芯齿1、3与U相绕组轴线
U1U2对齐。
三相六拍
UV通电： U相和V相绕组中开关同时都闭合，
则向U相和V相绕组通入电脉冲。
三相六拍
UV通电： 转子铁芯齿3、4间的槽轴线与
W1W2槽轴线对齐，磁拉力将拉转子铁芯 转过15°电角度，即一拍转过15°电角度。
6.3控制电机应用
r se
稳定裕量角越大，步进电动机运行越稳定，当稳定裕量角 趋于零时，电动机不能稳定工作。显然，步距角越小，步进电 动机的稳定性越好。
2、启动转矩
反应式步进电动机的最大启动转矩与最大静转矩之间有如 下关系 Tst Tsm cos mc
式中，Tst为最大启动转矩， m为步进电动机的相数，C为通 电状态系数，对于单拍或双拍方式工作时C=1,单双拍混合 方式工作时C=2。
当负载转矩大于最大启动转矩时，步进电动机将不能启动。
3、启动频率 启动频率是指在一定负载条件下，步进电动机能够不失步 地启动的脉冲最高频率。
三相单三拍运行方式原理图
2、三相双三拍运行方式
这种运行方式是按UV—VW—WU—UV或相反的顺序通电， 即每次同时给两相绕组通电。其工作原理图如图所示。
三相双三拍运行方式原理图
3、三相单、双六拍运行方式
这种运行方式是按U—UV—V—VW—W—WU—U或相反 的顺序通电，即需要六拍才完成一个循环。其工作原理如图所 示。 步进电动机的步距角θs可通过下式计算
子任务2 反应式步进电动机的工作原理认识
反应式步进电动机有力矩惯性比高、步进频率高、频率 响应快、可双向旋转、结构简单和寿命长等特点。在计算机 应用系统中大量使用的是反应式步进电动机。 一、反应式步进电动机的结构特点 三相反应式步进电动机的结构原理图如图所示。其定 子和转子均由硅钢片或其他软磁材料做成凸极结构。
定子磁极上套有集中绕组，起控制作用，作为控制绕组。
相对的两个磁极上的绕组 组成一相，如U和U′组成U相， V和V、W和W′分别组成V相及 W相。 除三相以外，步进电动机 还可以做成四、五、六等相数。
三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试
现代控制技术及PLC控制课程设计姓名学号班级机电专业机械电子工程院别机械工程学院指导教师2013年7月5日内容摘要步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。
但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。
使用PLC可编程控制器实现三相六拍步进电动机驱动，可使步进电动机东芝的抗干扰能力强，可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，是系统结构十分灵活，而且编程语言简短易学，便于掌握，可以进行在线修改，柔性好，体积小，维修方便。
本设计是利用PLC做三相六拍步进电动机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。
其次可以通过对按钮的控制来实现对高，低速度的控制。
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。
本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。
目录1引言 (1)2系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件配置及组成原理 (2)2.2 方案原理分析 (3)2.3 可行性研究 (3)2.4 设计思想 (3)3 控制系统设计 (4)3.1 控制程序图及软件模块 (4)3.2 梯形图程序设计与梯形图 (5)3.3 三相六拍步进电机控制语句表 (9)3.4 PLC接线图与主电路图 (10)4 心得体会 (11)5 参考文献 (12)引言课题内容用PLC控制三相六拍电动机，控制要求如下：1.三相步进电动机有三个绕组：A,B,C,正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A2.要求能实现正，反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。
3．就有两种转速：1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。
机电传动控制实验指导书
《机电传动控制》实验指导书XXX 编XX大学XX学院XXX年XX月XX日目录实验1 三相异步电动机变频调速实验 (3)实验2 步进电机的PLC控制实验 (5)实验3 交流伺服电机单轴定位控制实验 (9)实验4交流伺服电机速度控制实验 (11)附录 (13)实验1 三相异步电动机变频调速实验一、实验目的1）熟悉变频器使用方法和基本参数设定的含义。
2）熟悉变频器使用的基本过程。
二、实验原理本实验分为PU模式和外部模式两种情况：（1）PU模式（2）外部模式三、实验设备1）机电传动控制综合实验台。
四、实验内容（1）进行PU模式的变频调速实验●首先将参数Pr.79 设定为“1” ；●调整频率设定值（频率设定值不要超过60Hz），按下“Run”按钮启动电机；重新设定频率，并观察电机运转情况。
（2）进行外部模式的变频调速实验●外部运行模式（Pr.79 设定值“0”（初始值），“2”）●根据附录中的参数设定方法对高、中、低三个速度段的频率进行设定；●根据图2所示进行变频装置端子接线，确认电机变频器连接正常；●操作相应的速度按钮，并观察电机的运转情况。
五、实验报告1）画出变频调速的基本电路原理图。
2）写出实验过程和参数设定的主要内容。
六、思考题异步电机的转速和变频器的频率之间是什么关系？变频调速在低速时的特性如何？实验2 步进电机基本参数设定及PLC 控制实验一、实验目的1）熟悉步进电机工作原理。
2）熟悉步进电机控制程序编写方法。
二、实验原理实验原理如图所示：1234CLK+CLK-DIR-DIR+A+A-B-B+步进电机(Y 轴）S6S7X13X14S8X15COMY0Y124+COM0COM1图2步进电机驱动器设置细分现在20细分，用定时器控制方式编写控制步进电机正反转的程序，要求如下：S6控制正转，S7控制反转，S8控制停止，参考程序略。
三、实验设备1）机电控制综合实验台。
2）五相步进电动机及其驱动器。
步进电机控制系统设计
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，具有快速启动能力，定位精度高，能够直接接受数字量，因此被广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、精确定位、计算机外围设备等，在现代控制领域起着非常重要的作用。
本设计运用了8086 CPU芯片以及74273芯片、8255A芯片和步进电机以及7位小功率驱动芯片ULN2003A、指示灯等辅助硬件电路，设计了步进电机正反转及调速系统。
绘制软件流程图，进行了软件设计并编写了源程序，最后对软硬件系统进行联合调试。
该步进电机的正反转及调速系统具有控制步进电机正反转的功能，还可以对步进电机进行调速。
关键词：步进电机；正反转；调速控制；ULN2003A芯片；8086微机系统1、课程设计任务书1.1任务和目的 (4)1.2设计题目 (4)1.3内容和要求 (4)1.4列出使用元器件和设备清单 (4)2、绪论 (4)3、步进电机的总体方案 (6)4、步进电机的硬件设计 (7)4.1总体设计思路 (7)4.2电路原理图 (10)4.3线路连接图 (11)5、步进电机软件设计 (12)5. 1流程图 (12)5.2控制程序 (14)&调试说明 (19)6.1调试过程 (19)6.2调试缺陷 (19)7、总结收获 (19)8、参考文献 (20)附录：元器件及设计清单1. 课程设计任务书1.1任务和目的掌握微机硬件和软件综合设计的方法。
1.2设计题目步进电机控制系统设计1.3内容和要求1. 基本要求：控制步进电机转动，要求转速1步/1秒；设计实现接口驱动电路。
2. 提高要求：改善步进电机的控制性能，控制步进电机转/停；正转/反转；改变转速（至少3挡）；1.4列出使用元器件和设备清单8086cpu可编程并行接口8255指示灯键盘74LS138译码器驱动模块步进电机2. 绪论步进电机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Step motor或Steeping motor、Stepper servo Steppe,等等。
《机电传动控制》实验指导书
调节R1使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），改变电压表量程为20V，迅速测取电机电枢两端电压UM和电流Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取UM、Ia，填入表1-1。
六．注意事项
1．直流他励电动机起动时，须将励磁电源调到最大，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢电源调至最小，然后方可接通电源，使电动机正常起动，起动后，将电枢电源调至220V，使电机正常工作。
2．直流他励电机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时，必须将电枢电源调回最小值，励磁电源调到最大值，给下次起动作好准备。
b．从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将直流电动机电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求。
d．调节电动机电枢电源至220V，再调节电动机励磁电流，使电动机（发电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。
e．调节发电机励磁电流，使发电机空载电压达UO=1.2UN（240V）为止。
2．在控制屏上按次序悬挂NMEL-13C、NMEL-03/4组件，并检查NMEL-13C和M01直流电机测功机的连接。
3．用伏安法测电枢的直流电阻，接线原理图见图1-1。
R：可调电阻箱（NMEL-03/4）中的单相可调电阻R1。
V：直流电压表
A：直流安培表
（1）经检查接线无误后，直流电动机电枢电源调至最小，R1调至最大，直流电压表量程选为300V档，直流电流表量程选为2A档。
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实验六步进电动机步进电动机又称脉冲电动机，是数字控制系统中的一种重要的执行元件，它是将电脉冲信号变换成转角或转速的执行电动机，其角位移量与输入电脉冲数成正比；其转速与电脉冲的频率成正比。
在负载能力范围内，这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因素的影响，还可在很宽的范围内实现调速，快速启动、制动和反转。
随着数字技术和电子计算机的发展，使步进电机的控制更加简便、灵活和智能化。
现已广泛用于各种数控机床、绘图机、自动化仪表、计算机外设、数模转换等数字控制系统中作为元件。
一、使用说明1、脉冲发生器脉冲发生器是用来给步进电动机提供脉冲信号的信号源，通过对脉冲发生器的设置，可以调节步进电动机运行的速度、方向以及运行的方式，还可以实现步进电动机预置步运行。
本实验使用的脉冲发生器的控制功能是由单片机实现的，拨码器调频范围为50HZ至3000HZ，频率加/减按钮调频范围为20HZ至9000HZ。
（1）面板示意图：脉冲发生器频率及个数提示频率及个数输入公共端 方 向脉 冲上位机通讯口频率/个数预置/连续正向/反向单步/运行系统电源 DC24V频率加频率减（2） 使用说明：首先将脉冲发生器上的公共端、脉冲和方向三个接口和驱动器上对应的接口用导线连接好，然后将电源接口和电源用导线连接起来，注意接线端正负！接好线后打开电源。
电源选用电源箱上的双路直流稳压电源。
连续运行的设置方法：在打开电源后，要实现步进电动机的连续运行，要设置一个频率或者【使用默认值50HZ 】。
将“频率/个数”这个开关拨到频率处，这时“频率及个数指示”显示的是当前的频率，设置之前显示的默认数值是0000【或者0050】。
在“频率及个数输入”输入一个数字（注意范围要在50-3000之间），例如输入了100，将“预置/连续”开关拨到预置处，并持续1秒钟以上，然后放开开关（开关会自动回到原处），这时“频率及个数指示”显示的当前的频率应该是100HZ。
然后将“预置/连续”开关拨到连续处，将“单步/运行”开关拨到运行处，这样步进电动机就会在频率为100Hz的脉冲下连续运行。
“正向/反向”开关可以设置步进电动机的运行方向。
预置步运行的设置方法：首先也必须要设置一个频率（或者使用默认频率50HZ），设置的方法和连续运行的设置方法是一样的。
频率设置好后，将“频率/个数”开关拨到个数处，这时“频率及个数指示”显示的是当前设置的脉冲的个数，设置之前应该是0000。
在“频率及个数输入”输入一个数字（范围在0-9999），例如输入了1000，将“预置/连续”开关拨到预置处，并持续1秒钟以上，然后放开开关（开关会自动回到原处），这时“频率及个数指示”显示的当前的个数应该是1000。
然后将“单步/运行”开关拨到运行处，这是步进电动机开始运行，当脉冲发生器发出了1000个脉冲信号后，步进电动机停止转动。
（注意“预置/连续”开关不要拨到连续处，如果拨到连续处的话，步进电动机会以连续运行状态运行。
）单步运行的设置方法：单步运行无需设置频率（设置了频率也可以单步运行），将“频率/个数”开关拨到个数处，使“频率及个数指示”显示的是发出脉冲的个数。
拨“单步/运行”开关到单步处，每拨一下，脉冲发生器就会发出一个脉冲，同时“频率及个数指示”就会显示出发出脉冲的个数。
【频率加和频率减的设置方法：频率加/减的设置，将频率/个数开关拨到频率处，使频率及个数指示显示的是频率值。
按下频率加或频率减按钮，频率及个数指示所显示的频率值就会相应改变。
无论步进电机是否处于运行状态均可改变频率，调节范围20HZ 至9000HZ。
】2、旋转编码器及数显表本实验中，旋转编码器和数显表的作用是计算和显示步进电动机转过的角度的。
数显表的电源为交流220V，数显表模块后面的插座即为数显表的电源插座。
旋转编码器的电源为数显表提供的直流12V电源（线已经接好）。
接通电源后将数显表清零（CLR键），当步进电动机转动后，数显表所显示的数值就是步进电动机转过的角度（实验时注意随时清零）。
数显表显示的数值本质上脉冲的个数，但因为本实验中用到的编码器转一周发出360个脉冲，所以可以看成是转过的角度，如果编码器转一周发出的脉冲为N，则需要公式进行换算。
转过的角度=显示的脉冲数*（360/N）3、步进电动机实验装置本装置已经将步进电动机紧固在实验架上，实验时将步进电动机的航空插针插在驱动器的模块上。
模块上的两个A接线口是用来串接电阻和电流表的，在不需要电阻和电流表的实验中用导线将其连接上。
实验架的上端装有定滑轮和一个固定支点，将一个50N的拉力计连接在固定支点上，另一个50N的拉力计通过丝线与下滑轮、测量盘、棘轮机构等连接。
装置的下方设有棘轮机构。
整套系统由丝绳把棘轮机构、定滑轮、拉力计、力矩测量盘等连接在一起构成一套完整的力矩测量机构。
在了解了上面介绍的几个设备后，就可以开始步进电动机相关的实验了。
二、步进电动机实验1、实验目的：（1）通过实验加深对步进电动机的驱动电源和电机工作情况的了解。
（2）掌握步进电动机基本特性的测定方法。
2、实验设备：3、实验项目：（1）步进电动机单步运行状态（2）角位移和脉冲数的关系（3）空载突跳频率的测定（4）空载最高连续工作频率的测定（5）转子振荡状态的观察（6）定子绕组中电流和频率的关系（7）平均转速和脉冲频率的关系（8）矩频特性的测定以及最大静力矩特性的测定实验（1）（2）（3）由脉冲发生器来完成，其他实验用信号源完成。
4、实验线路图：图6.1 步进电动机实验接线图按图6.1所示接线，其中脉冲发生器和步进电动机驱动器的电源选用直流双路稳压电源，分别调定在24V和27V，数显表选用电源箱上交流220V电源。
接线线时注意正负。
5、实验步骤：（1）单步运行状态接通电源，操作脉冲发生器，使步进电动机处于单步运行状态。
（2）角位移和脉冲数的关系接通电源，设置好预置脉冲数，使电动机处于预置步运行状态，电动机停止运行后，观察并记录电动机运行的角度，然后重复一遍。
再重新设置另一脉冲数，使电动机处于预置步运行状态，电动机停止运行后，观察并记录电动机运行的角度，然后重复一遍。
并利用公式计算电动机偏转角度与理论值是否一致。
表6.1 步数=表6.2步数=（3）空载突跳频率的测定首先设置一个频率,然后控制系统置连续运行状态,观察电动机运行是否正常,如果正常则让电动机停止运行,提高频率,再将电动机置于连续运行状态,直到电动机不失步启动的最高频率,则该频率为步进电动机的空载突跳频率。
记为（）Hz。
（4）空载最高连续工作频率的测定首先使步进电动机空载，然后使步进电动机工作连续运转，缓慢调节速度调节旋钮时频率提高，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则继续缓慢提高频率，直至电机能连续运转的最高频率，（用频率计测得该频率，）则该频率为步进电动机空载最高连续工作频率。
记为（）Hz。
（注意缓慢调节旋钮）（5）转子振荡状态的观察步进电动机连续运行后，调节并降低脉冲频率，直至步进电动机声音异常或出现电机转子来回偏摆即为步进电动机的振荡状态。
（用频率计测得该频率）。
【注意要快速按下和放开频率减】（6）定子绕组中电流和频率的关系在步进电动机电源的输出端串接一只直流电流表。
设置步进电动机为连续运行状态。
由低到高改变信号发生器的频率，并记录对应的电流表的平均值。
记录于表6.3中。
表6.3(7) 平均转速和脉冲频率的关系设置步进电动机为连续运行状态。
由低到高改变脉冲发生器的频率，记录不同频率下步进电动机的转速，记录于表6.4中。
表6.4(8) 矩频特性测定将两个50N的拉力计挂在实验架上，用丝线将拉力计、步进电动机和棘轮联系在一起。
设定频率后将步进电动机置于连续工作状态。
旋转棘轮手柄，拉力计通过丝线对步进电动机带动的测量盘施加制动力矩[T=（F大-F小）*r],仔细测定对应设定频率的最大输出动态力矩（电机失步前的力矩）。
改变频率，重复上述过程得到一组与频率f 对应的转矩T值，即为步进电动机的矩频特性T=f(f)。
记录于表6.5中。
表6.5 D= cm(9) 静力矩特性T=f(I)关闭电源，控制电路工作于单步运行状态，把一只3安直流电流表串入A相绕组回路（注意+，-端），把悬线一端串在皮带轮边缘的小孔并固定，另一端盘绕皮带轮凹槽几圈后接在50N弹簧秤下面的钩子上，弹簧秤的另一端通过悬线与定滑轮，棘轮机构连接。
接通电源，使A相绕组通过电流，缓慢旋转手柄，读取并记录弹簧秤的最大值即为对应电流I的最大静力矩Tmax的值（Tmax=F*D/2），改变驱动器上的控制开关调节电流大小，重复上述过程，可得一组电流I值即对应I值的最大静力矩Tmax值，即为Tmax=f（I）静力矩特性。
共取4-5组记录于表6.6中。
表6.6 D= cm（五）实验报告经过上述实验后，需对照实验内容写出数据总结并对电机试验加以小结。
1步进电机的特性：⑴单步运行状态：步矩角⑵角位移和脉冲数（步数）关系⑶空载突跳频率⑷空载最高连续工作频率⑸绕组电流的平均值与频率之间的关系⑹平均转速和脉冲频率的特性n=f（f）⑺矩频特性T=f（f）⑻最大静力矩特性Tmax=f（f）（六）思考题⒈影响步进电机布局的因素有哪些？对实验用步进电机，采用何种方法步距最小？⒉平均转速和脉冲频率的关系怎样？为什么特别强调的是平均转速？⒊最大静力矩特性是怎样的特性？有什么因素造成？⒋对该步进电机矩频特性加以评价，能否再进行改善？若能改善应从何处着手？⒌各种通电方式对性能的影响？。