2020年新版五线四相步进电机简介

  

  免费在线、概念 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。 能够最终靠控制脉冲个数来 控制角位移量，从而达到准确定位的目的； 同时可以经过控制脉冲频率来控制电机转动的速 度和加速度，进而达到调速的目的。 【开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统 举例：打开灯的开关一一按下开关后的一瞬间， 控制活动已经结束， 灯是否亮起已对按 开关的这个活动没有影响；投篮一一篮球出手后就无法再继续对其控制， 无论球进与否，球 出手的一瞬间控制活动即结束。 闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较, 并根据它们的误差调整控制 作用的系统 举例：调节水龙头一一首先在头脑中对水流有一个期望的流量， 水龙头打开后由眼睛观 察现有的流量大小与期望值进行比较， 并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制； 骑自 行车 同理，不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制。 开环闭环的区别：1、有无反馈；2、是否对当前控制起作用。开环控制一般是在瞬间就 完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断， 投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些， 这也是一种反馈但不会对第一次产生 影响了，所以是开环控制】 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。 【所谓时序，就是内存的时钟周期数值，脉冲信号经过上升再下降，到下一次上升之前 叫做一个时钟周期，随着内存频率提升，这个周期会变短。例如 CL9的意思就是CL这个操 作的时间是9个时钟周期。 时序电路，是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路 （输出到输入）或器件组合而成 的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。 如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、存储器等电路都是时序电路的典型器件，时 序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。虽然组合逻辑电路能够很好地处理像加、 减等这样的操作，但是要单独使用组合逻辑电路， 使操作按照一定的顺序执行， 需要串联起 许多组合逻辑电路， 而要通过硬件实现这种电路代价是很大的， 并且灵活性也很差。 为了实 现一种有效而且灵活的操作序列，我们需要构造一种能够存储各种操作之间的信息的电路， 我们称这种电路为时序电路。】 【步进电机、直流电机和无刷直流电机的主要区别在于他们的驱动方式。 步进电 机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连续移动的控制方式。步进 电机采用直接控制方式，它的主要命令和控制变量都是步阶位置。直流电机则是以电机电 压为控制变量，以位置或速度为命令变量。 直流电机需要反馈控制系统，他会以间接方式控制电机位置。步进电机系统多半以 开环方式”进行操作。】 在一定的电平、周期、频率、占空比条件下，直流电机都不能实现精确控制，只能通过 一个反馈模块实时检测电机转速， 再反馈给电机来调节转速； 而步进电机内部结构设计十分 精确，无需反馈。 为什么选用步进电机而不是直流电机？ 当步进电机接收到一个脉冲信号的时候，只转过一个固定的角度（步距角） ，因此可以 经过控制脉冲的长度来达到精确控制转动角度的目的; 而直流电机可以由电机两端电枢电压 的大小来调整转速，但是速度不准确，加上负载也会有速降， 并且一个脉冲就可能使电机转 动好几圈。 2、使用 五线 — 红 八 q莆 哺；1扶 步进电机接线应该用万用表打表。 电源线不用管是第几根线， 肯定是红色的。若还有第二根红色的线， 那你就是六线式 的步进电机了。其它ABCD四相你要按顺序插下来，因为你的程序设计过程中肯定是给 ABCD 四相轮流通电的，如果顺序错了，电机当然转不动了 如果是六线的话 先弄明白六线V电源线，和四相线 A，B, C, Do四相线接到驱动上， 对应的驱动输入的四个管脚接到控制器上，编好程序即可 2.4.2对齿和错齿 _rMn_转子展开图 _rMn_ 转子展开图 图2.2步进电机转子展开图 反应式步进电机的动力來源于电磁力，只有虫机存今越誓邈转gh在 电磁力的作用下，转子被推动到嚴大磁S率的位置，左子小齿与转子小齿对齐的 位這，并处于平衡状态，如图2.2中的A相位蛙，此现状被称为对齿。而对于 三相步进电机来说，当某一相得磁极处于最大磁导位置时，另外两相必须处于非 最大磁导位置，即左子和转壬丕对齐位置，这种现釦妬为错區 2.4.3工作原理 图2.3 图2.3步进电机三相接线接电源，分別有三个开关控制，U2、V2、W2 分别接地。 如果给处于错齿状态的相通电，则转子在电磁力的作用下，将向磁导率最大 （即晟小磁阻位置）位置转动，叩向趋于对齿的状态转动。 步进电机是一种感应电机，它的丁?作原理是利用电子电路，将自流电变成分 时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进旦机供电，步进电机才能止常 T作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制-器。以反应式步进电 机为例： 如A相逋电，B, C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不 受任何力以下均同）＜.如B相通电，A, C相不逋电时，齿2应与B对齐，此 时转子向右移过1/3兀，此时齿3与C備移为和3心齿4与A備移（7t-l/37c）=2/3z. 如Cftl通电，A, BtH不逋电，齿3应峙C对齐.此时转子又向右移过1/3血此 时齿4与A偏移为1/311对齐.如A相逋电，B, C相不通电，齿4与A对齐， 转子又向右移过1/3兀这样经过A、B、C、A分别逋电状态，齿4 （即齿1前一 齿〉踐到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A, B, C, A? 通电，电机就每步（毎脉冲〉3心向右旋转。如按A, C, B, A 通电，电机 祖反转。由此可见；电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对 应关系°而方向由导电顺序决区 不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度 等方而考虑。往在采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态，这样将原來毎步 1/3九改变为1心。英至于通过二相电流不同的组合，便其1/3兀变为1门2五1/24心 这就是电机细分驱动的革本理论依抓。不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻, 英轴线分別与转子齿轴线偏移 （m-l）/m,l o并且导电按一足的相序电 机就能正反转被控制一这是旋转的物理条件。只耍符合这一条件我们理论上可 以制造任何相的步进电机，出于成本等多方而考虑，市场上一般以二、三、四、 五相为多。 步进电机的工作就是步进转动，其功用是将脉冲电倍号变换为相应的角位移 或是自线位移，就绘给一个脉冲信号，电动机转动一个角度或是询进一步。步进 电机的角位移重与脉冲数成止比，它的转速与脉冲频率（f）成正比，在非超载的 惜况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲佶号的频率和脉冲数，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。 如下所示的步进电机为一四相步进电机，采用单极性盲流电源供电。只要对 步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动c图1是该四 相反应式步进电机T作原理示总图。 F5 2-+冋相歩进电机步进示意图 幵始时，开关5B接通电源* SA. SC.和断7b E相磁极和转子讥3号齿对 齐，同时，转子的4 4号齿就和匚D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D. a相绕组磁极产生钢齿.I（］（In iii 片开关SC接通电源，SB. SA. ED断开时，由于C相绕组的磁力线 号齿之间磁力线的作用，便转子转动，-4号齿和（:相绕组的磁极对齐.而X 3号齿和乩BW组产生错齿「2. 5号齿就和乩D相绕组磁极产主钻齿.依次 类推，A、Ba C. D 四相绕组伦流供电』则转子会沿着乩B. €、D方向转动* 单四拍.双四推与八舶T作方式的电潺逋电时序9波形分别如图茁2所示= 鼬冲 j uuuuuuuumnn juvuuuvuuvum juinrLnnnruuuuuvinr 的目 n_ n n jn_TLTTJ rn Effl ,_TL n n J~LJTTL _I i r C1S .n JLJl i_nL_nL-n i t J I D帽 1_r 1 run T_rUTLT t 1血四加 k双m拍 i-A? *****注意：上三图的本质区别不在于 ABCD四项的波形和波长，而在于脉冲的波长和 个数！！ ！ *****通过程序来决定单四拍/双四拍/八拍（即ABCD四项），脉冲由ABCD四项配置！！ ！ 即，ABCD 即，ABCD的状态决定了脉冲的状态！ ! ! 单四拍也叫一相励磁，特点是精度好，功耗小，但输出转矩小，振动较大。步距角等于 电机标称的步距角 双四拍也叫二相励磁，特点是输出转矩大，振动小，但功耗大。步距角等于电机标称的 步距角 除此之外还有一二相励磁，特点是分辨率比较高，运转平滑。步距角为电机标称的 1/2。 步进电机的四拍和八拍运行是电机的固有运行方式：应该与电机线圈有关。 对于步进电机，四拍是： AB BC CD DA ;八拍是 A AB B BC C CD D DA 。其中，都有 AB BC CD DA。如果只给一个脉冲，例如四拍或八拍中的 AB，八拍的步距角是四拍的一半 ， AB是位于线圈A B之间，如果下一脉冲是 B，则会移动到线圈 B ；如果下一脉冲是 BC，则 会移动到线 工作方式（二相） k 单三ftb iT电顺序为 2.

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