侵权投诉

搜索
更多>> 热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

步进电机工作原理及实现方法

2019-03-06 09:23
云创硬见
关注

步进电机的工作原理

步进电动机是一种把电脉冲信号转换成机械角位移的控制电机。所谓电脉冲,类似于脉搏,感受到脉搏跳动的时候类似于脉冲的高电平,不跳的时候为低电平,这就是电脉冲信号。角位移单位是弧度。

步进电机可分为反应式,永磁式,混合式。各有优点,按实际需求选择,反应式的步距角小,精度高;永磁式的力矩大。混合式的具有精度高,力矩大的特点,但成本高。下面以反应式为例说明步进电机的结构和工作原理。步进电机主要由两部分构成:

定子和转子。定子和转子在学过直流电机后就不陌生了。但是,步进电机以三相的为例,其定子和转子上分别有六个、四个磁极 。上图中,A与A'组成一相;B与B'为一相;C与C'为一相。所以此步进电机为三相步进电机。

步进电机接收到一个电脉冲信号,就会相应的转动一个固定的角度,这个固定的角度,就是步进电机其中的一个重要参数,步距角。细致来说,当步进电机接收到一个电脉冲信号后,A 相通电,A 方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度,则在磁场的作用下,转子被磁化,吸引转子,使转、定子的齿对齐停止转动。即A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐;下一个脉冲信号来, B 相通电使转子2、4齿和 BB' 对齐;第三个脉冲信号来后, C 相通电使转子3、1齿和 CC' 对齐。这种驱动方式即为三相三拍驱动方式。如下图:

所以,步进电机是靠脉冲数量来转动的,需要转多少圈就给相应个数的脉冲数。因此,步进电机能够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,也就是控制多长时间给一个脉冲,从而达到调速的目的。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,控制电机正反转。即如果按照A、B、C相的通电顺序为正转,那么按照C、B、A相的顺序通电则电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

实现方法:

通过对直流电机的学习,我们知道,电机是电流驱动的元件,需要大电流才能工作。步进电机依然。而单片机输出口的驱动能力是远远不够的,也需要借助另一个元件来实现对步进电机的控制。另一个元件即为步进电机驱动控制器。单片机通过控制驱动器来间接的控制步进电机。这里我们以四相五线制步进电机为例,驱动器选择熟悉的ULN2003元件,在此也是放大驱动电流的作用。该芯片最多可一次驱动八线步进电机。实例中采用的是四相无线制24BYJ-48步进电机,驱动电压为5V,驱动方式为四相四拍。

基本电路原理图如下:

以上所有信息仅作为学习交流使用,不作为任何学习和商业标准。若您对文中任何信息有异议,欢迎随时提出,谢谢! 

关于云创硬见

云创硬见是国内最具特色的电子工程师社区,融合了行业资讯、社群互动、培训学习、活动交流、设计与制造分包等服务,以开放式硬件创新技术交流和培训服务为核心,连接了超过30万工程师和产业链上下游企业,聚焦电子行业的科技创新,聚合最值得关注的产业链资源, 致力于为百万工程师和创新创业型企业打造一站式公共设计与制造服务平台。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号