课题六步进电机驱动系统的构成、调试及使用

课题六步进电机驱动系统的构成、调试及使用
课题六步进电机驱动系统的构成、调试及使用

实验六步进电机驱动系统的构成、调试及使用

一、实验目的与要求:

1、熟悉步进电机运行原理及其驱动系统的连接;

2、掌握步进电机性能特性及其与驱动器的关系;

3、了解步进电机驱动系统的加减速特性。

二.实验仪器设备:

1、57HS13 两相混合式步进电动机一台;

2、M535 两相双极性细分驱动器一台;

3、CZ-0.5 5NM磁粉制动器一台;

4、光电编码器一只(2500或3600线,A、B、Z信号,带线驱动器输出);

5、世纪星数控系统一套;

6、可安装于步进电机轴上的惯量圆盘。

三.基础知识

1、步进电机的工作原理

步进电机是一种能将数字脉冲输入转换成旋转增量运动的电磁执行元件,每输入一个脉冲,转轴步进一个步距角增量,因此,步进电机能很方便地将电脉冲转换为角位移,具有较好的定位精度,无漂移和无积累定位误差的优点。能跟踪一定频率范围的脉冲列,可作同步电动机使用,广泛地应用于各种小型自动化设备及仪器。

步进电机按转矩产生的原理可分为反应式、永磁式及混合式步进电机;从控制绕组数量上可分为二相、三相、四相、五相、六相步进电机;从电流的极性上可分为单极性和双极性步进电机;从运动的型式上可分为旋转、直线、平面步进电机。

图1是永磁步进电机的结构原理,定子绕组分为A、B两相分别通以双极性电流i A、i B激励,如图(b)所示。此时,定子产生的磁势Fs,转子为一对极的永磁体,产生的磁势Fr如图(b)所示, 转子的平衡位置处于Fr与定子合成磁场Fs相重合处,当按图(b)的时序改变激磁电流时,Fs每次移动π/2(反时针方向),转子也将跟踪Fs移动π/2,处于新平衡位置。由于在一次通电循环之后,共有四次电流变

化,称为四拍,转子恰好转了一圈,故可计算出步进电机的步距为

360度o

由于结构的原因,永磁步进电机只适用于大步距应用场合,其优点是电感小,可用较低电压驱动,但步距大,静刚度小。

图2是三相反应式步进电机工作原理示意图。定子上有六个磁极,分成三对,称为三相。磁极上的绕组分为A、B、C三相,分别通以单极性电流激磁。定子每相磁极上分布有小齿,具有转子齿相同的齿距和相似的齿形。当A相磁极小齿与转子齿对齐时,B相磁极小齿与转子齿错开1/3齿距,C相磁极小齿与转子齿错开2/3齿距。如果以A-B-C-A(三拍)方式通电时,A相通电励磁后,即建立以A-A’为轴线的磁场,该磁场通过由定、转子所组成的磁路,并使转子齿在磁场力的作用下与定子齿对齐,如图2(a)所示。接着,在A相切断的同时,B相接通,建立以B-B’为轴线的磁场,此时转子齿在磁场力的作用下与B相定子齿对齐。同理,在B相切断的同时,C相接通,转子齿在磁场力的作用下与C相定子齿对齐。在这样一次通电循环

之后,转子转过一个齿距角,由此可计算出步距角β=360o/(3×Z2)。其中,Z2为转子总齿数,3为循环拍数;若按图2(b)的通电时序CA-A-AB-B-BC-C-CA(六拍方式),一次通电循环之后,转子也转过一个齿距,其步距角为β=360o/(6×Z2)。

(a) (b)

图2 反应式步进电机结构原理图

由于Z2可以取较大值,如Z2=50-100,β可以达到1o以下,故反应式步进电机适用于小步距的应用场合,其优点是步距小,静刚度大,但电感大,需要较高电压驱动。

图3 二相混合式步进电机结构原理图

混合式步进电机综合了永磁式及反应式步进电机两者的优点,因而得到广泛的应用。图3为二相混合式步进电机结构原理图,定子与反应式步进电机类似,磁极上有控制绕组,极靴表面有小齿。绕组为A、B两相,并通以双极性电流激励。转子铁芯分成两段,中间有一环形永磁体,充磁方向为轴向,如图所示,两段转子铁芯的齿数和齿形完全一样,但互对位置沿圆周方向相错开1/2齿距角,即齿与槽相对。由于永磁体的作用,其转子的齿带有固定的极性。若A相通以正向电流, A相磁极产生的极性为A1和A3为S极,A2和A4为N极,由于转子齿左段为N极性,故A1和A3极的定子齿与转子齿对齐,而A2和A4的定子齿因与转子齿同极性,形成齿槽相对;在转子的右段,情况与左段相反,A2和A4的定子齿与转子齿对齐,而A1和A3则为齿槽相对。磁路走向如图中箭头所示的方向沿轴向穿过转子左段,沿径向通过气隙和定子磁极,再沿轴向经过定子轭,沿径向通过定子磁极和气隙,进入右段转子。若A相通以负向电流,A1和A3变为N极性,A2和A4变为S极,齿槽对应的情况与上述相反,也即电流从正方向改变为负方向后,转子将转过1/2齿距。当A1

每一次电流的变化,转子则转过1/4齿距。一个电流周期,共发生四次电流转换(称

为四拍),转子则转过1个齿距,因此步进电机的步距为

360度 360度

β=———————————— =———————

循环拍数×转子齿数 4×转子齿数

若以两相八拍双极性电流激励,如图5所示,则步进电机的步距为前者的1/2,即

360度

β=——————————,称细分数为2。

8×转子齿数

若A、B两相激励电流按图6 所示分成40等分的余弦函数和正弦函数采样点给定电流,则一个电流周期的循环拍数将为40,故步进电机的步距将成为

360度

β=——————————,称细分数为10。

40×转子齿数

改变上述两相电流的采样点数,可以在一个驱动器上实现多种细分数或称为多种每转步数。

在三相、五相步进电机中,定子极数随之增加,相应地增加了通电循环的拍数,在一定的转子齿数下,可获得更小的步距角。其结构原理与二相步进电机相似。2、步进电机的驱动电路控制方式

步进电机绕组的驱动电路,单极性电流一般采用图7(a)双管串联电路,双极性电流一般采用图7(b)的H桥电路;对于三相混合式步进电机则采用三相逆变桥电路,见图7

图6 两相四十拍双极性激励电流

转子每步转过的空间机械角度,即步距角β为

β=360°o/Z2*N

其中 Z2-转子齿数,N-运行拍数。

步进电机每走一步,转子实际的角位移与设计的步距角存在有步距误差。连续走若

干步时,上述误差形成累积值。转子转过一圈后,回至上一转的稳定位置,因此步进电机步距的误差不会长期积累。步进电机步距的积累误差,是指一转范围内步距积累误差的最大值,步距误差和积累误差通常用度、分或者步距角的百分比表示。影响步距误差和积累误差的主要因素有: 齿与磁极的分度精度;铁心迭压及装配精度;各相矩角特性之间差别的大小;气隙的不均匀程度等。

(2)静态矩角特性和最大静转矩特性

所谓静态是指电机不改变通电状态,转子不动时的工作状态。空载时,步进电机某相通以直流电流时,该相对应的定、转子齿对齐,这时转子无转矩输出。如在电机轴上加一顺时针方向的负载转矩,步进电机转子则按顺时针方向转过一个小角度θ,称为失调角,这时转子电磁转矩T与负载转矩相等。矩角特性是描述步进电机

关系曲线。矩频特性曲线上每一频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩除了和步进电机结构及材料有关外,还与步进电机绕组连接、驱动电路、驱动电压有密切的关系。图10是混合式步进电机连续运行时的典型的矩频特性曲线。

机连接.按图11 将步进电机、M535步进电机驱动器与HNC-21世纪星数控系统连接

2、世纪星HNC-21参数设置(参考文献[21])按表1对步进电机有关参数设置坐标轴

参数,按表2设置硬件参数。

表1 坐标轴参数

3、M535步进电机驱动器参数设置

按驱动器前面板表格将细分数设置为2,将电机设置为57HS13步进电动机的额

定电流.

4、在线路和电源检查无误后,进行通电试运行,用手动或手摇发送脉冲,控制电机慢

速转动和正反转,在没有堵转等异常声音情况下,逐渐控制电机快速转动.

5、测定步进电机的步距角

用手动方式发送单脉冲,从世纪星显示屏上记录工件实际坐标值,计算步进电机

的步距角

实际坐标值×360度 360度

β= (取最接近数值———— 整数);

脉冲数(n)×4×光电编码器线数 (n>20) β

计算每一步脉冲的实际坐标增量值,换算成实际步距角 单脉冲实际坐标增量值×360度 βn = ——————————

4×光电编码器线数

由β和βn 计算出步距精度 =?β(βn -β)/β。将记录和计算数据填入表3。

表3

6、测定步进电机的静转矩特性:

步进电机处于锁定状态(即不发送脉冲给驱动器),用测力扳手或悬挂砝码给步进电机施加外加转矩T,并读取对应的转子轴偏转角θ(从记录工件实际坐标值换算),记录一组转矩T 与偏转角数据,直至最大转矩点。计算步进电机的静态刚度

静态刚度=弧度)

)((//θθ??=Nm T d dT 。 注意:由于在锁定状态时,驱动器电流自动地减半,实际静态刚度还可能增大一倍。将记录和计算数据填入表4。

表4

7、测定步进电机的空载起动频率:

拆去光电编码器,让步进电机空载。在步进电机轴伸处作一标记,由世纪星设置步进电机整数转的位移(例如1...转×脉冲数/转)和速度,且加减速时间常数也设置为零.步进电机处于锁定状态下,执行上述命令。步进电机突然起动并突然停止,从轴伸标记判断步进电机是否失步.若起动成功,则提高速度参数再测试,直至某一临界速度,并由此速度换算为步数/秒,即为电机的空载起动频率.

8、测定步进电机的起动惯频特性:

在步进电机轴伸上安装惯量圆盘,用上述7)的方法测试其起动频率.随着惯量增加,起动频率下降。将记录和计算数据填入表5。

表5

9、测定步进电机的运行矩频特性:

将步进电机与磁粉制动器用联轴器相连接.由世纪星设置步进电机的速度(即为步进电机的运行频率),且将加减速时间常数设置为1秒以上.步进电机在锁定状态下,执行起动命令,电机将加速至所给定转速,待速度稳定后,调节磁粉制动器的激励电流,逐渐加大负载,直至步进电机失步停转,记录该激励电流值.增加步进电机的速度给定值,重复上述步骤,记录新转速下,使步进电机失步的激励电流值.由磁粉制动器特性曲线,获取对应激励电流的制动转矩值(Nm),并由速度指令值换算为频率值,即可绘出步进电机的运行矩频特性。将记录数据填入表6。

表6

将步进电机定子绕组改为并联接法,如图12,再按上述步骤测定运行矩频特性。(注:绕组并联后,应将步进电机的电流设置增大一倍,才不至于降低了低频段的输

2、说明开环控制框图;

3、区分步进电机控制系统的强、弱电连接;

4、简要说明步进电机控制系统投入运转的操作步骤;

5、比较步进电机绕组串联与绕组并联时,矩频特性之差别;

6、说明步进电机控制的加、减速对步进电机运行的作用。按什么原则来选择

系统的加、减速时间常数;

7、在实验当中如出现故障,分析故障现象及采用何种措施排除故障。

六. 实验报告

1、绘制步进电机控制系统电气连接图;

2、根据实验数据,计算步距精度和静态刚度;

3、根据实验数据,绘制起动惯频特性;

4、根据实验数据,绘制运行矩频特性;

附录1:步进电机控制系统的主要故障及诊断

单片机基于80C51单片机的步进电机控制系统

中国地质大学长城学院 本科课程设计题目:基于80C51单片机的步进电机控制系统 系别信息工程系 学生姓名 专业电气工程及其自动化 学号 指导教师 职称讲师 2014 年6 月11 日

摘要 本文研究基于51系列单片机的步进电机控制系统设计,该系统包括以下几个部分:数据采集、数据处理、终端接收,该系统以汇编语言为单片机的驱动程序语言,单片机控制步进电机,主要任务是把二进制数变成脉冲序列,按相序输入脉冲以实现电机转动方向控制,利用单片机实现对步进电机的远距离实时监控,从而达到高效、节能的控制步进电机工作的目的,该系统具有成本低、控制方便的特点。使用单片机驱动四相步进电机,控制步进电机以四相八拍的方式运行,来实现步进电机正向/反向旋转,P1.0~P1.3分别控制步进电机;P1.5~P1.7分别控制步进电机的停止、正转、反转。 关键词:51单片机;步进电机;数据采集;汇编语言;

目录 摘要 0 1 设计目的 (1) 2设计内容与要求 (1) 3 总体设计方案 (1) 3.1整体方案 (1) 3.2具体方案实现 (1) 4系统硬件设计 (2) 4.1复位电路 (2) 4.2晶振电路 (2) 4.3按键电路 (3) 4.4指示灯电路 (3) 4.5驱动电路 (4) 4.6步进电机 (4) 5程序软件设计 (5) 5.1程序流程图 (5) 5.2源程序 (6) 6系统调试与仿真 (7) 7总结 (8)

1设计目的 1.掌握单片机控制步进电机的硬件接口电路。 2.掌握步进电机驱动程序的设计和调试方法。 3.熟悉步进电动机的工作特性。 2设计内容与要求 1.查阅资料,了解步进电机的工作原理。 2.通过单片机给定参数控制电机转动。 3.通过按钮控制正转、反转和停止。 3总体设计方案 3.1整体方案 本系统主要是由AT89C51,步进电机控制器ULN2004,步进电机,通过单片机编程,实现步进电机控制的脉冲分配,使电机实现正转,反转以及停止等功能 3.2具体实现方案 根据系统要求画出单片机控制步进电机的控制框图,见下图。系统包括单片机、按键、驱动电路和步进电机。 键盘80c51单片机 步进电机 驱动电路

步进电机驱动器的设计

1 绪论 1.1 引言 步进电动机一般以开环运行方式工作在伺服运动系统中,它以脉冲信号进行控制,将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。步进电动机可以实现信号的变换,是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。由于其控制系统结构简单,控制容易并且无累积误差,因而在20世纪70 年代盛行一时。80 年代之后,随着高性能永磁材料的发展、计算机技术以及电力电子技术的发展,矢量控制技术等一些先进的控制方法得以实现,使得永磁同步电机性能有了质的飞跃,在高性能的伺服系统中逐渐处于统治地位。相应的,步进电机的缺点越来越明显,比如,其定位精度有限、低频运行时振荡、存在失步等,因而只能运用在对速度和精度要求不高,且对成本敏感的领域。 技术进步给步进电动机带来挑战的同时,也带来了新的发展遇。由于电力电子技术及计算机技术的进步,步进电动机的细分驱动得以实现。细分驱动技术是70 年代中期发展起来的一种可以显著改善步进电机综合性能的驱动控制技术。实践证明,步进电机脉冲细分驱动技术可以减小步进电动机的步距角,提高电机运行的平稳性,增加控制的灵活性等。由于电机制造技术的发展,德国百格拉公司于1973 年发明了五相混合式步进电动机,又于1993 年开发了三相混合式步进电动机。根据混合式步进电动机的结构特点,可以将交流伺服控制方法引入到混合式步进电机控制系统中,使其可以以任意步距角运行,并且可以显著削弱步进电机的一些缺点。若引入位置反馈,则混合式步进电机控题正是借鉴了永磁交流伺服系统的控制方法,研制了基于DSP的三相混合式步进电机驱动器。 1.2 步进电机及其驱动器的发展概况 按励磁方式分类,可以将步进电动机分为永磁式(PM)、反应式(VR)和混合式(HB)三类,混合式步进电动机在结构和原理上综合了反应式和永磁式步进电动机的优点,因此混合式步进电动机具有诸多优良的性能,本课题的研究对象正是混合式步进电机。20 世纪60 年代后期,各种实用性步进电动机应运而生,而半导体技术的发展则推进了步进电动机在众多领域的应用。在近30 年间,步进电动机迅速的发展并成熟起来。从发展趋势来讲,步进电动机已经能与直流电动机、异步电动机以及同步电动机并列,从而成为电动机的一种基本类型。特别是混合式步进电动机以其优越的性能(功率密度高于同体积的反应式步进电动机50%)得到了较快的发展。其中,60 年代德国百格拉公司申请了四相(两相)混合式步进电动机专利,70 年代中期,百格拉公司又申请了五相混合式步进电动机

L297+L298步进电机驱动控制板说明书

L297+L298步进电机驱动控制板说明书 一、板子跳线器说明:所有跳线都在左边,则由单片机控制。 1、靠近光偶的短路冒打在CLK-555方向时有板上的555提供时钟给驱动器;打在CLK-CP U时右用户CPU提供时钟给驱动器。 2、JT5打在右边:297的HALF/FULL(全速/半速)脚接GND了默认为FULL模式了;JT5打在左边:297的HALF/FULL脚空了电机模式用户自己控制。 3、JT6打在右边:297的CW/CCW脚(方向)接GND了默认为顺时针转动模式了;JT6打在左边:297的CW/CCW脚空了电机正反转模式用户自己控制。 二、按键说明: 板子使用全新的L297作为控制芯片 L298作为驱动芯片板载NE555时钟电路为L297提供CLK因此该版在不需要外部控制的情况下就可以工作板载3个控制按键EN - 使能 CW - 反向旋转 HF - 半速旋转 通过按键就可以直接控制电机的正反转、全速/半速和使能。 三、基本功能描述: 通过光藕隔离之后将CLK CW HF EN四个基本控制端引出单片机等可以非常方便的控制电路的工作这个板子改进的地方比较多也方便研究使用。板子使用1N5822快速二极管作为续流器件其速度要远远快于整流桥的 L298和电机能够提供更完善的有效的保护。模块供电+ 5V(L297和L298控制供电) +12V(根据电机最低4V最高16V)给电机供电。 电机输出接口包括: +12V 四相输出 GND(请根据您的电机连接)。 控制输入接口包括: GND CLK EN CW HF。 EN:高电平停止,低电平使能。 RET:高电平停止,低电平使能。 C/CW:高电平逆时针,低电平顺时针。 H/HD:高电平全速,低电平半速。 CLK:时钟脉冲。 需要特别说明的是:为了测试方便在板子上设置了NE555构成的一个低频时钟源(使用时跳线冒打在CLK-555处),当您使用外部的时钟信号控制电机的转速时必须跳线冒打在CLK -CPU处否则外部时钟是不会传到L297里面。

步进电机控制实验

步进电机控制实验 一、实验目的: 了解步进电机工作原理,掌握用单片机的步进电机控制系统的硬件设计方法,熟悉步进电机驱动程序的设计与调试,提高单片机应用系统设计和调试水平。 二、实验容: 编写并调试出一个实验程序按下图所示控制步进电机旋转: 三、工作原理: 步进电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一,例如在机械装置中可以用丝杠把角度变为直线位移,也可以用步进电机带螺旋电位器,调节电压或电流,从而实现对执行机构的控制。步进电机可以直接接收数字信号,不必进行数模转换,用起来非常方便。步进电机还具有快速启停、精确步进和定位等特点,因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。 步进电机实际上是一个数字/角度转换器,三相步进电机的结构原理如图所示。从图中可以看出,电机的定子上有六个等分磁极,A、A′、B、B′、C、C ′,相邻的两个磁极之间夹角为60o,相对的两个磁极组成一相(A-A′,B-B′,C-C′),当某一绕组有电流通过时,该绕组相应的两个磁极形成N极和S极,每个磁极上各有五个均匀分布矩形小齿,电机的转子上有40个矩形小齿均匀地分布的圆周上,相邻两个齿之间夹角为9°。 当某一相绕组通电时,对应的磁极就产生磁场,并与转子形成磁路,如果这时定子的小齿和转子的小齿没有对齐,则在磁场的作用下,转子将转动一定的角度,使转子和定子的齿相互对齐。由此可见,错齿是促使步进电机旋转的原因。 三相步进电机结构示意图 例如在三相三拍控制方式中,若A相通电,B、C相都不通电,在磁场作用下使转子齿和A相的定子齿对齐,我们以此作为初始状态。设与A相磁极中心线对齐的转子的齿为0

步进电机驱动电路设计

如对您有帮助,请购买打赏,谢谢您! 引言 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。驱动器接收到一个脉冲信号后,驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。首先,通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;其次,通过控制脉冲顿率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到涮速的目的。目前,步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,在机电一体化产品中应用广泛,常用作定位控制和定速控制。步进电机驱动电路常用的芯片有l297和l298组合应用、3977、8435等,这些芯片一般单相驱动电流在2 a左右,无法驱动更大功率电机,限制了其应用范围。本文基于东芝公司2008年推出的步进电机驱动芯片tb6560提出了一种步进电机驱动电路的设计方案 1步进电机驱动电路设计 1.1 tb6560简介 tb6560是东芝公司推出的低功耗、高集成两相混合式步进电机驱动芯片。其主要特点有:内部集成双全桥mosfet驱动;最高耐压40 v,单相输出最大电流3.5 a(峰值);具有整步、1/2、1/8、1/16细分方式;内置温度保护芯片,温度大于150℃时自动断开所有输出;具有过流保护;采用hzip25封装。tb6560步进电机驱动电路主要包括3部分电路:控制信号隔离电路、主电路和自动半流电路。 1.2步进电机控制信号隔离电路 步进电机控制信号隔离电路如图1所示,步进电机控制信号有3个(clk、cw、enable),分别控制电机的转角和速度、电机正反方向以及使能,均须用光耦隔离后与芯片连接。光耦的作用有两个:首先,防止电机干扰和损坏接口板电路;其次,对控制信号进行整形。对clk、cw信号,要选择中速或高速光耦,保证信号耦合后不会发生滞后和畸变而影响电机驱动,且驱动板能满足更高脉冲频率驱动要求。本设计中选择2片6n137高速光耦隔离clk、cw,其信号传输速率可达到10 mhz,1片tlp521普通光耦隔离enable信号。应用时注意:光耦的同向和反向输出接法;光耦的前向和后向电源应该是单独隔离电源,否则不能起到隔离干扰的作用。 1.3步进电机主电路 如图2所示,步进电机主电路主要包括驱动电路和逻辑控制电路两大部分。 驱动电路电源采用28 v,电压范嗣为4.5~40 v,提高驱动电压可增大电机在高频范围转矩的输出,电压选择要根据使用情况而定。vmb、vma为步进电机驱动电源引脚,应接入瓷片去耦电容和电解电容稳压。out_ap、out_am、out_bp、out_bm 引脚分别为电机2相输出接口,由于内部集成了续流二极管,这4个输出口不用

_单片机控制步进电机驱动原理___驱动图

单片机控制步进电机驱动器工作原理 步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移,并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。 有时从一些旧设备上拆下的步进电机(这种电机一般没有损坏)要改作它用,一般需自己设计驱动器。本文介绍的就是为从一日本产旧式打印机上拆下的步进电机而设计的驱动器。 本文先介绍该步进电机的工作原理,然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。 1. 该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。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。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图1 四相步进电机步进示意图 开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。 当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。 四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示: a. 单四拍 b. 双四拍 c八拍 图2.步进电机工作时序波形图 2.AT89C2051 步进电机驱动器系统电路原理如图3:

步进电机驱动器说明书

L297 L298步进电机驱动控制板说明书 一、板子跳线器说明: 1、靠近光偶的短路冒打在CLK-555方向时有板上的555提供时钟给驱动器;打在CLK-CP U时右用户CPU提供时钟给驱动器。 2、JT5打在右边:297的HALF/FULL(全速/半速)脚接GND了默认为FULL模式了;JT5打在左边:297的HALF/FULL脚空了电机模式用户自己控制。 3、JT6打在右边:297的CW/CCW脚(方向)接GND了默认为顺时针转动模式了;JT6打在左边:297的CW/CCW脚空了电机正反转模式用户自己控制。 二、按键说明: 板子使用全新的L297作为控制芯片 L298作为驱动芯片板载NE555时钟电路为L297提供CLK因此该版在不需要外部控制的情况下就可以工作板载3个控制按键EN - 使能 CW - 反向旋转 HF - 半速旋转 通过按键就可以直接控制电机的正反转、全速/半速和使能。 三、基本功能描述: 通过光藕隔离之后将CLK CW HF EN四个基本控制端引出单片机等可以非常方便的控制电路的工作这个板子改进的地方比较多也方便研究使用。板子使用1N5822快速二极管作为续流器件其速度要远远快于整流桥的 L298和电机能够提供更完善的有效的保护。模块供电+ 5V(L297和L298控制供电) +12V(根据电机最低4V最高16V)给电机供电。 电机输出接口包括: +12V 四相输出 GND(请根据您的电机连接)。 控制输入接口包括: GND CLK EN CW HF。 需要特别说明的是:为了测试方便在板子上设置了NE555构成的一个低频时钟源(使用时跳线冒打在CLK-555处),当您使用外部的时钟信号控制电机的转速时必须跳线冒打在CLK -CPU处否则外部时钟是不会传到L297里面。 四、接口说明: 1、板子左上方小二接口(JT1) VCC接+5V、GND接电源地,次处为芯片L297和555芯片的工作电压;

步进电机测试系统说明书

一、打开软件,出现“配置设置”界面,如下图所示: 1、选择保存配置时,出现如下界面: ● 点击“确定”把当前文件配置参数保存到当前路径中; ● 点击“取消”则不保存; ● 点击下图所示可更改配置文件目录; 点击可更改文件

2、选择载入配置时,出现如下界面: ●点击“确定”即可把当路径文件的各项参数导入至当前测试; ●点击“取消”则导入的文件

3、选择参数界面选定, 3.1选择“设备参数选定”出现如下图所示: 3.1.1 控制器 ●控制器:控制器型号,选择当前测功机控制器的型号,默认为:HD-1020; ●扭矩单位:选择当前测试扭矩的单位。 3.1.2 测功机 ●测功机型号:选择当前马达测试时使用的测功机型号; ●转速光栅个数:有30和60可选; ●转向定义:在不改变实际转向情况下,可以让读取正常或取反; ●持续时间: 3.1.3 功率分析仪 ●功率表型号:本系统没有使用,无需选择 ●功率仪接口:默认为COM1; 3.1.4 电源(本系统暂时没有使用程控电源,如有需要可升级)

3.2 选择“测试参数选定”出现如下图: ●启动电机频率:电机每次启动时的预置频率; ●设置电机转向:设置电机的正转或反转; ●设置电机电流: ●时间单位:测试时间的单位; ●设置电机细分模式:设置步进电机的工作方式; ●电机通迅地址:选择电机与电脑连接的端口; ●步骤:为标记的作用; ●设定频率:为步进电机当前工作的频率; ●测试时间:为测试进行所需的时间; ●UL与LL:上限值和下限值的限制范围,如果超出此范围,则判断为测试不合格,如没填入则不作判断;

2H42B步进电机驱动器说明书

2H42B 细分步进电机驱动器使用手册 V ersion 2.0 版权所有不得翻印 【使用前请仔细阅读本手册,以免损坏驱动器】 东莞市一能机电技术有限公司 DONGGUAN ICAN-TECH CO.,LTD 地址:东莞市万江区新和工业区瑞联振兴工业园B栋4楼 https://www.360docs.net/doc/4f18234521.html,/ Email:tech@https://www.360docs.net/doc/4f18234521.html,

2H42B 步进电机驱动器 一、 2H42B 步进电机驱动器产品简介 1.1概述 2H42B 步进电机驱动器是一款高性价比的细分两相步进电机驱动器。最大可提供2.0A 的电流输出。由于采用了双极性恒流斩波控制技术,与市面上同类型步进电机驱动器相比,其对步进电机噪声和发热均有明显改善。适用于尺寸为28,35,39,42等各类2相或4相混合式步进电机,具有体积小,使用简单方便等特点。 1.2特点 ◆低噪声,高速大转矩特性 ◆光电隔离差分信号输入,响应频率最高200K ◆供电电压12VDC-36VDC ◆细分精度1,2,4,8,16,32,64,128, ◆输出电流峰值可达2.0A 倍细分可选 ◆静止时电流自动减半 ◆外形尺寸小(96*60*24mm ) ◆可选择脉冲上升沿或下降沿触发 ◆电流设定方便,八档可选 ◆可驱动4、6、8线二相、四相步进电机 ◆具有过流,过温保护功能 1.3应用领域 适用于各类型自动化设备或仪器,如雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控 机床、机械手,包装机械,纺织机械等,极具性价比和竞争力。 二、 2H42B 步进电机驱动器 电气、机械和环境指标 1 网址:www https://www.360docs.net/doc/4f18234521.html, 2.2 2H42B 步进电机驱动器使用环境及参数 图1.安装尺寸图 2.4加强散热方式 1) 2H42B 步进电机驱动器的可靠工作温度通常在60℃以内,电机工作温度为80℃以内; 2) 建议使用时选择自动半流方式 (即电机停止时电流自动减至60% ),以减少电机和驱动器的发热; 3) 安装步进电机驱动器时请采用立式侧面安装,使散热面向易于空气对流的方向,必要时在机箱内靠近驱动器处应安装排气风扇,进行强制散热,从而保证驱动器在可靠工作温度范围内工作。 2 网址: www https://www.360docs.net/doc/4f18234521.html,

步进电机驱动控制系统设计(有程序)

目录 一前言 (1) 二总体方案设计 (1) 1工作原理 (1) 2方案选择 (1) 2.1时钟脉冲 (1) 2.2脉冲分配器 (1) 2.3驱动器 (1) 3 总的框架 (2) 三单元模块设计 (2) 1单片机模块 (2) 1.1复位控制 (3) 1.2单片机频率 (3) 2接口 (3) 3驱动器ULN2003 (4) 4按键模块 (5) 5步进电机 (5) 5.1工作原理 (5) 5.2 28BYJ48型四相八拍 (7) 四整机调试与技术指标测量 (8) 五设计总结 (8) 参考文献 (9) 附录1电路原理图 (10) 附录2 源程序 (11)

一、前言 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。 二、总体方案设计 1、工作原理 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲: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(及步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 2、方案选择 (1)时钟脉冲 通常有两种方法实现: 方案一直接有硬件组成如:多谐振荡器 LC 等。 方案二用软件的方式形成优点便于随时更改,调整。 为了方便我们选用软件方式有单片机实现。 (2)脉冲分配器 方案一硬件环形分配器:由计数器等数字电路组成的。有较好的响应速度,且具有直观、维护方便等优点。 方案二软件环分:由计算机接口电路和相应的软件组成的。受到微型计算机运算速度的限制,有时难以满足高速实时控制的要求。由软件完成脉冲分配工作,不仅使线路简化,成本下降,而且可根据应用系统的需要,灵活地改变步进电机的控制方案。 考虑到硬件设备的有限和对步进电机的控制我们选择软件环分可以有单片机实现。 (3)驱动器 方案一使用功率场效应管的单电压功放电路。

【matlab编程代做】步进电机控制器设计

步进电机控制器设计报告 1.绪言 在本次EDA课程设计中,我们组选择了做一个步进电机驱动程序的课题。对于步进电机我们以前并未接触过,它的工作原理是什么,它是如何工作的,我们应该如何控制它的转停,这都是我们迫切需要了解的。 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,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 步进电机及驱动电源是互相联系的整体。步进电机驱动电源框图如图1所示。变频信号源产生频率可调的脉冲信号,调节步进电机的速度。脉冲分配器则根据要求把脉冲信号按一定的逻辑关系加到脉冲放大器上,使步进电机按确定的运行方式工作。 感应子式步进电机以相数可分为:二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。以机座号(电机外径)可分为:42BYG(BYG 为感应子式步进电机代号)、57BYG、86BYG 、110BYG 、(国际标准),而像70BYG 、90BYG 、130BYG 等均为国内标准。 1.1 驱动控制系统组成 使用、控制步进电机必须由环形脉冲,功率放大等组成的控制系统。 1.1.1 脉冲信号的产生 脉冲信号一般由单片机或CPU 产生,一般脉冲信号的占空比为0.3-0.4 左右,电机转速越高,占空比则越大。 1.1.2 信号分配 感应子式步进电机以二、四相电机为主,二相电机工作方式有二相四拍和二相八拍二种,具体分配如下:二相四拍为,步距角为1.8 度;二相八拍为,步距角为0.9 度。四相电机工作方式也有二种,四相四拍为AB-BC-CD-DA-AB,步距角为1.8 度;四相八拍为 AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角为0.9 度)。

步进电机驱动方式的分类及比较

步进电机驱动方式的分类及比较 步进电机驱动方式的分类及比较:步进电机驱动方法的分类主要有恒电压驱动方式、恒电流斩波驱动方式和细分驱动方式。以下是这几种驱动方式的简介及比较。 1 恒电压驱动方式 1.1 单电压驱动 单电压驱动是指在电机绕组工作过程中,只用一个方向电压对绕组供电。如图2所示,L为电机绕组,VCC为电源。当输入信号In为高电平时,提供足够大的基极电流使三极管T处于饱和状态,若忽略其饱和压降,则电源电压全部作用在电机绕组上。当In为低电平时,三极管截止,绕组无电流通过。 为使通电时绕组电流迅速达到预设电流,串入电阻Rc;为防止关断T时绕组电流变化率太大,而产生很大的反电势将T击穿,在绕组的两端并联一个二极管D和电阻Rd,为绕组电流提供一个泄放回路,也称“续流回路”。 单电压功率驱动电路的优点是电路结构简单、元件少、成本低、可靠性高。但是由于串入电阻后,功耗加大,整个功率驱动电路的效率较低,仅适合于驱动小功率步进电机。 1.2 高低压驱动 为了使通电时绕组能迅速到达设定电流,关断时绕组电流迅速衰减为零,同时又具有较高的效率,出现了高低压驱动方式。 如图3所示,Th、T1分别为高压管和低压管,Vh、V1分别为高低压电源,Ih、I1分别为高低端的脉冲信号。在导通前沿用高电压供电来提高电流的前沿上升率,而在前沿过后用低电压来维持绕组的电流。高低压驱动可获得较好的高频特性,但是由于高压管的导通时间不变,在低频时,绕组获得了过多的能量,容易引起振荡。可通过改变其高压管导通时间来解决低频振荡问题,然而其控制电路较单电压复杂,可靠性降低,一旦高压管失控,将会因电流太大损坏电机。 2 恒电流斩波驱动方式 2.1 自激式恒电流斩波驱动 图4为自激式恒电流斩波驱动框图。把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压,与D/A转换器输出的预设值进行比较,控制功率管的开关,从而达到控制绕组相电流的目的。从理论上讲,自激式恒电流斩波驱动可以将电机绕组的电流控制在某一恒定值。但由于斩波频率是可变的,会使绕组激起很高的浪涌电压,因而对控制电路产生很大的干扰,容易产生振荡,可靠性大大降低。

步进电机在汽车制动元件测试系统中的应用

1 什么是步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等 2 测试系统概述 许多汽车制动元件的检测,例如液压制动系中制动主缸助力器总成的检测,气压制动系中气制动阀的检测,在测试系统中需要用到电机推动滚珠丝杠来模拟在实际汽车制动时踩下制动踏板进行制动的过程,滚珠丝杠推动主缸或者制动阀使其达到汽车制动时所需要的各种工作状态,以便来测试各种性能。而步进电机由于角位移与输入脉冲严格成正比关系,在其运动过程中没有累计误差,跟随性良好,因此选择步进电机是汽车制动元件测试系统中性能较好的执行元件。 3 系统硬件构成 汽车制动元件测试系统中,因为有气压或者液压的压力要测试,所以电磁阀、压力表、压力传感器等是必不可少的,本文只讨论步进电机作为执行元件在制动元件在测试中的应用,故略去压力测试部分。系统硬件组成有位移传感器,力传感器,步进电机;控制核心采用工控机和数据采集卡。 1.1系统硬件选型 某气制动阀检测试验台一台,步进电机选用四通电机,型号57BYG250E—SAFRMC 一0152型混合式步进电机,双极恒流、相电流为15A、2相4线、转子齿数为50齿,步

步进电机工作原理、驱动控制系统与选型

步进电机工作原理、驱动控制系统与选型 一、感应子式步进电机工作原理 (一)反应式步进电机原理 由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。 1、结构: 电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,齿5就是齿1)下面是定转子的展开图: 2、旋转: 如A相通电,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相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。 如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。 这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到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(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。 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定。 不过,出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态,这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合,使其1/3て变为1/12て,1/24て,这就是电机细分驱动的基本理论依据。 不难推出:电机定子上有m相励磁绕阻,其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机,出于成本等多方面考虑,市场上一般以二、三、四、五相为多。 3、力矩: 电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力 F与(dФ/dθ)成正比 其磁通量Ф=Br*S ;Br为磁密;S为导磁面积; F与L*D*Br成正比;L为铁芯有效长度;D为转子直径;Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。 力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比(只考虑线性状态) 因此,电机有效体积越大,励磁安匝数越大,定转子间气隙越小,电机力矩越大,反之亦然。 (二)感应子式步进电机

步进电机驱动电路设计

步进电机驱动电路设计 摘要 随着数字化技术发展,数字控制技术得到了广泛而深入的应用。步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件, 具有快速起动和停止的特点。因为步进电动机组成的控制系统结构简单,价格低廉,性能上能满足工业控制的基本要求,所以广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器件以及各种可控机械工具等等。直流电机广泛应用于计算机外围设备( 如硬盘、软盘和光盘存储器) 、家电产品、医疗器械和电动车上, 无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢, 并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。在电工设备中的应用,除了直流电磁铁(直流继电器、直流接触器等)外,最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里,同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等,都是直流发电机;锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外,在许多工业部门,例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等,通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源,向负载输出电能;直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作,向负载输出机械能。在控制系统中,直流电机还有其它的用途,例如测速电机、伺服电机等。他们都是利用电和磁的相互作用来实现向机械能能的转换。 介绍了步进电机和直流电机原理及其驱动程序控制控制模块,通过AT89S52单片机及脉冲分配器(又称逻辑转换器)L298完成步进电机和直流电机各种运行方式的控制。实现步进电机的正反转速度控制并且显示数据。整个系统采用模块化设计,结构简单、可

两相步进电机驱动器设计

两相步进电机驱动器设计 目录 第1章绪论 (3) 1.1 引言 (3) 1.2 步进电机常见的控制方法与驱动技术简介 (3) 第2章设计方案 (5) 2.1 步进电机的介绍 (5) 2.2 步进电机的特点 (6) 2.3 步进电机的分类 (6)

2.4步进电机运动特性及性能参数 (7) 2.5 设计方案的确定 (8) 2.6 设计思想与设计原理 (9) 第3章单元电路的设计 (9) 3.1方波产生电路设计 (9) 3.2 信号的分配 (13) 3.3功率放大电路设计 (15) 3.4 总体设计 (16) 第4章设计方案的论证 (18) 第5章心得体会 (18) 第6章参考文献 (19) 第1章 1.1 引言 步进电动机一般以开环运行方式工作在伺服运动系统中,它以脉冲信号进行控制,将脉冲电信号变换为相应的角位移或线位移。步进电动机可以实现信号的变换,是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。由于其控制系统结构简单,控制容易并且无累积误差,因而在20世纪70 年代盛行一时。80 年代之后,随着高性能永磁材料的发展、计算机技术以及电力电子技术的发展,矢量控制技术等一些先进的控制方法得以实现,使得永磁同步电机性能有了质的飞跃,在高性能的伺服系统中逐渐处

于统治地位。相应的,步进电机的缺点越来越明显,比如,其定位精度有 限、低频运行时振荡、存在失步等,因而只能运用在对速度和精度要求不 高,且对成本敏感的领域。技术进步给步进电动机带来挑战的同时,也带 来了新的发展遇。由于电力电子技术及计算机技术的进步,步进电动机的 细分驱动得以实现。细分驱动技术是70 年代中期发展起来的一种可以显 著改善步进电机综合性能的驱动控制技术。实践证明,步进电机脉冲细分 驱动技术可以减小步进电动机的步距角,提高电机运行的平稳性,增加控 制的灵活性等。由于电机制造技术的发展,德国百格拉公司于1973 年发 明了五相混合式步进电动机,又于1993 年开发了三相混合式步进电动机。 根据混合式步进电动机的结构特点,可以将交流伺服控制方法引入到混合 式步进电机控制系统中,使其可以以任意步距角运行,并且可以显著削弱 步进电机的一些缺点。若引入位置反馈,则混合式步进电机控题正是借鉴 了永磁交流伺服系统的控制方法,研制了基于DSP的三相混合式步进电机驱 动器. 1.2 步进电机常见的控制方法与驱动技术简介 1.2.1常见的步进电机控制方案 1、基于电子电路的控制 步进电机受电脉冲信号控制,电脉冲信号的产生、分配、放大全靠电子元器件的动作来实现。由于脉冲控制信号的驱动能力一般都很弱,因此必须有功率放大驱动电路。步进电机与控制电路、功率放大驱动电路组成一体,构成步进电机驱动系统。此种控制电路设计简单,功能强大,可实现一般步进电机的细分任务。这个系统由三部分组成:脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路、功率放大驱动电路。系统组成如图1.1所示。 脉冲控制器 功 率 放 大 驱 动 电 路 环 形 分 配 器 步 进 电 机

步进电机驱动芯片选型指南

以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述: 1、系统常识: 步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不但取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。 2、系统概述: 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号(来自控制器),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。 3、系统控制: 步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源(步进电机驱动器)。控制器(脉冲信号发生器)可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量,从而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,从而达到调速的目的。 4、用途: 步进电机是一种控制用的特种电机,作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,随着微电子和计算机技术的发展(步进电机驱动器性能提高),步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积累误差的特点,使其广泛应用于各种自动化控制系统,特别是开环控制系统。 5、步进电机按结构分类: 步进电机也叫脉冲电机,包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)等。 (1)反应式步进电机: 也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成,定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组,定、转子周边均匀分布小齿和槽,通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相;可实现大转矩输出(消耗功率较大,电流最高可达20A,驱动电压较高);步距角小(最小可做到六分之一度);断电时无定位转矩;电机内阻尼较小,单步运行(指脉冲频率很低时)震荡时间较长;启动和运行频率较高。 (2)永磁式步进电机: 通常电机转子由永磁材料制成,软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组,定、转子周边没有小齿和槽,通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相;输出转矩小(消耗功率较小,电流一般小于2A,驱动电压12V);步距角大(例如7.5度、15度、22.5度等);断电时具有一定的保持转矩;启动和运行频率较低。 (3)混合式步进电机: 也叫永磁反应式、永磁感应式步进电机,混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电机没有区别(但同一相的两个磁极相对,且两个磁极上绕组产生的N、S极性必须相同),转子结构较为复杂(转子内部为圆柱形永磁铁,两端外套软磁材料,周边有小齿和槽)。一般为两相或四相;须供给正负脉冲信号;输出转矩较永磁式大(消耗功率相对较小);步距角较永磁式小(一般为1.8度);断电时无定位转矩;启动和运行频率较高;是目前发展较快的一种步进电机。 6、步进电机按工作方式分类:可分为功率式和伺服式两种。 (1)功率式:输出转矩较大,能直接带动较大负载(一般使用反应式、混合式步进电机)。(2)伺服式:输出转矩较小,只能带动较小负载(一般使用永磁式、混合式步进电机)。 7、步进电机的选择: (1)首先选择类型,其次是具体的品种与型号。

步进电机驱动器说明书

TB6600升级版 两相步进驱动器 使用说明书 [使用前请仔细阅读本手册,以免损坏驱动器]

目录 一、产品简介 (3) 概述 (3) 特点 (3) 二、接口和接线介绍 (3) 信号输入端 (3) 电机绕组连接 (3) 电源电压连接 (4) 状态指示 (4) 接线方式 (4) 接线要求 (5) 三、电流、细分拨码开关设定 (5) 细分设定 (5) 工作(动态)电流设定 (6) 四、机械和环境指标 (6) 使用环境及参数 (6) 机械安装图 (7) 五、电机适配 (7) 电机适配 (7) 电机接线 (8) 供电电压和输出电流的选择 (8) 五、常见问题 (9) 应用中常见问题和处理方法 (9) 六、保修条款 (10)

一、产品简介 ◆概述 TB6600升级版驱动器是一款专业的两相混合式步进电机驱动器,可适配国内外各种品牌,电流在4.0A及以下,外径39,42,57mm的四线,六线,八线两相混合式步进电机。适合各种小中型自动化设备和仪器,例如:雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控机床、拿放装置等。在用户期望低成本、大电流运行的设备中效果特性。 ◆特点 ※信号输入:单端,脉冲/方向 ※细分可选:1/2/4/8/16/32细分 ※输出电流:0.5A-4.0A ※输入电压:9-42VDC ※静止时电流自动减半 ※可驱动4,6,8线两相、四相步进电机 ※光耦隔离信号输入,抗干扰能力强 ※具有过热、过流、欠压锁定、输入电压防反接保护等功能 ※体积小巧,方便安装 ※外部信号3.3-24V通用,无需串联电阻 二、接口和接线介绍 ◆信号输入端 PUL+ PUL-脉冲输入信号。默认脉冲上升沿有效。为了可靠响应脉冲信号,脉冲宽度应大于1.2us。 DIR+ DIR-方向输入信号,高/低电平信号,为保证电机可靠换向,方向信号应先于脉冲信号至少5us建立。电机的初始运行方向与电机绕组接线有关,互换任一相绕组(如A+、A-交换)可以改变电机初始运行方向。 ENA+ ENA-使能输入信号(脱机信号),用于使能或禁止驱动器输出。使能时,驱动器将切断电机各相的电流使电机处于自由状态,不响应步进脉冲。当不需用此功能时,使能信号端悬空即可。 ◆电机绕组连接 A+,A-电机A相绕组。 B+,B-电机B相绕组。

步进电机 驱动器 控制器三者的关系

电机行业专业求职平台 1.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,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。步进电机必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 提及此知识,希望能给予正在对电机选型的客户有所帮助。 2.力矩: 电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度,则产生力 F与(dФ/dθ)成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br为磁密,S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度,D为转子直径 Br=N·I/R N·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。 力矩=力*半径 力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比(只考虑线性状态) 因此,电机有效体积越大,励磁安匝数越大,定转子间气隙越小,电机力矩越大,反之亦然。 一、混合式步进电机

电机行业专业求职平台1、特点: 混合式(又称感应子式步进电机)与传统的反应式步进电机相比,结构上转子加有永磁体,以提供软磁材料的工作点,而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能,因此该电机效率高,电流小,发热低。因永磁体的存在,该电机具有较强的反电势,其自身阻尼作用比较好,使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。 混合式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行,也可以作二相运行。(必须采用双极电压驱动),而反应式电机则不能如此。例如:四相,八相运 行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C= A ,D=B . 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致,小功率电机一般直接接为二相, 而功率大一点的电机,为了方便使用,灵活改变电机的动态特点,往往将其外部接线为八根引线(四相),这样使用时,既可以作四相电机使用,更可以作二相电机绕组串联或并联使用。 2、分类 混合式步进电机可分二相、三相、四相、五相等,我公司混合式步进电机以相数可分为:二相电机、三相电机: TEB20H,TEB28H,TEB35H,TEB39H,TEB42H,TEB57H,TEB86H,TEB110 H,TEC57H,TEC86H,TEC110H,TEC130H. 3、步进电机的静态指标术语 相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半 步)。 定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)

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