原创 步进电机工作原理及实现方法

2019-3-6 09:28 1029 3 2 分类: 通信 文集: 硬见小百科

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!  

广告

文章评论 0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
云创硬见 2020-03-31 09:45
技术分享:柔性PCB与传统PCB的不同及柔性PCB应用
FPC(柔性电路板)是PCB的一种,又被称为“软板”。FPC 以聚酰亚胺或聚酯薄膜等柔性基材制成,具有配线密度高、重量轻、厚度薄、可弯曲、灵活度高等优点,能承受数百万次的动态弯曲而不损坏导线,依照空间...
云创硬见 2020-03-27 09:46
【硬见小百科】电子工程师常用电路图符号大全
汇聚基本的电路图符号,例如:电池、接地线、二极管等,可以满足基础电路的绘制需求。传输路径符号基本的电路符号,用于连接各元器件,起到“桥梁互通”的作用。集成电路组件符号以寄存器、转换器、计数器为代表的基...
云创硬见 2020-03-24 11:25
【硬见小百科】如何利用PCB设计改善散热
对于电子设备来说,工作时都会产生一定的热量,从而使设备内部温度迅速上升,如果不及时将该热量散发出去,设备就会持续的升温,器件就会因过热而失效,电子设备的可靠性能就会下降。因此,对电路板进行很好的散热处...
云创硬见 2020-03-20 09:53
「硬见小百科」0欧电阻、电感、磁珠单点接地的区别
0欧姆电阻重点介绍:模拟地和数字地单点接地。只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是“浮地”,存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一...
云创硬见 2020-03-17 09:39
常用外部总线介绍
外部总线概述ExternalBus(外部总线) ,通常所说的总线(Bus)指片外总线,是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通讯的通路,也称系统总线.外部总线又称为通信总线,用于计算...
云创硬见 2020-03-13 09:56
「硬见小百科」EMC知识总结
电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设...
广告
我要评论
0
3
广告
关闭 热点推荐上一条 /1 下一条