目前,步进电机主要特性在当代的应用可谓是越来越广泛,步进电机主要特性是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解步进电机主要特性。
1 步进电机必须加驱动才可以运转, 驱动型号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候, 步进电机静止, 如果加入适当的脉冲信号, 就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。
2 腾龙版步进电机的步进角度为7.5 度,一圈360 度, 需要48 个脉冲完成。
3 步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
4 改变脉冲的顺序, 可以方便的改变转动的方向。
因此,目前打印机,绘图仪,机器人,等等设备都以步进电机为动力核心。
步进电机原理
通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。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,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。
我们使用的单极四相步进电机为例。其结构如图1:
四个绕组引出四相(相A1相A2相B1相B2)和两个公共线(接到电源的正机)。把绕组的某一相接到电源的地线。这样该绕组就会受到激励。我们采用四相八拍的控制方式,即1相与2相交替导通,这样可提高分辨率。每一步可转0.9°控制电机正转的励磁顺序如下表:
若要求电机反转,将励磁信号倒过来传送即可。
控制方案
控制系统的框图如下
本方案采用AT89S51作为主控制器件。它与AT89C51兼容,同时还增加了SPI接口和看门狗模块,这不但使程序调试变得方便而且也使程序运行更加稳定。在方案中该单片机主要实现现场信号的采集并计算出步进电机运转的方向和速度信息。然后传送给CPLD。
CPLD采用EPM7128SLC84-15,EPM7128是可编程的大规模逻辑器件,为ALTERA公司的MAX7000系列产品。具有高阻抗、电可擦等特点,可用单元为2500个,工作电压为+5V。CPLD接收到单片机发送过来的信息后,转换成对应的控制信号输出给步进电机驱动器。驱动器则把控制信号处理后输入电机绕组,实现了电机的有效控制。
电机驱动器硬件结构
电机的驱动器采用如下电路:
其中R1-R8的电阻值为320Ω。R9-R12的电阻值为2.2KΩ。Q1-Q4为达林顿管D401A,Q5-Q8为S8550。J1、J2与步进电机的六条引线相连。
综上所述,本文已为讲解步进电机主要特性,相信大家对步进电机主要特性的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。
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