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步进马达的主要应用

发布时间:2014-12-12

步进马达,我们在日常生活、工作中都经常用到,但不知道大家对“步进马达的主要应用”是否知道呢?本文收集整理了一些资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

主要应用


步进电机的选择

步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。

1、步距角的选择

电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。电机的步距角应等于或小于此角度。市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度 (三相电机)等。

2、静力矩的选择

步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)。

3、电流的选择

静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流。

应用中的注意点


1、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转,(0.9度时6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)间使用,可通过减速装置使其在此间工作,此时电机工作效率高,噪音低;

2、步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大;

3、由于历史原因,只有标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机的电压值不是驱动电压伏值 ,可根据驱动器选择驱动电压(建议:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源, 不过要考虑温升;

4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机;

5、电机在较高速或大惯量负载时,一般不在工作速度起动,而采用逐渐升频提速,一电机不失步,二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度;

6、高精度时,应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决,也可以采用5相电机,不过其整个系统的价格较贵,生产厂家少,其被淘汰的说法是外行话;

7、电机不应在振动区内工作,如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决;

8、电机在600PPS(0.9度)以下工作,应采用小电流、大电感、低电压来驱动;

9、应遵循先选电机后选驱动的原则。
步进马达

10功能模块设计

本模块可分为如下3个部分

· 单片机系统:控制步进电动机;

· 外围电路:PIC单片机和步进电动机的接口电路;

· PIC程序:编写单片机控制步进电功机的接口程序,实现三角波信号的输出功能。

(1)步进电动机与单片机的接口。

单片机是性能极佳的控制处理器,在控制步进电机工作时,接口部件必须要有下列功能。

①电压隔离功能。

单片机工作在5V,而步进电机是工作在几十V,甚至更高。一旦步进电机的电压串到单片机中,就会损坏单片机;步进电机的信号会干扰单片机,也可能导致系统工作失误,因此接口器件必须有隔离功能。

②信息传递功能。

接口部件应能够把单片机的控制信息传递给步进电机回路,产生工作所需的控制信息,对应于不同的工作方式,接口部件应能产生相应的工作控制波形。

③产生所需的不同频率。

为了使步进电机以不同的速度工作,以适应不同的目的,接口部件应能产生不同的工作频率。

(2)电压隔离接口。

电压隔离接口专用于隔离低压部分的单片机和高压部分的步进电机驱动电路,以保证它们的正常工作。
电压隔离接口可以用脉冲变压器或光电隔离器,基本上是采用光电隔离器。单片机输出信号可以通过TTL门电路或者直接送到晶体管的基极,再由晶体管驱动光电耦合器件的发光二极管。

发光二极管的光照到光电耦合器件内部的光敏管上,转换成电信号,再去驱动步进电机的功率放大电路,电流放大接口是步进电机功放电路的前置放大电路。它的作用是把光电隔离器的输出信号进行电流放大,以便向功放电路提供足够大的驱动电流。

(3)工作方式接口和频率发生器。

用单片机控制步进电动机,需要在输入输出接口上用3条I/0线对步进电动机进行控制,这时,单片机用I/O口的RA0、RAI、RA2控制步进电动机的三相。

综上所述,本文已为讲解步进马达的主要应用,相信大家对步进马达的主要应用的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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