【硬见小百科】步进电机工作原理及实现方法

更新时间:2019-07-10 16:57    分类:电机产品   

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  HEDS-5500/5540,HEDS-5600/5640和HEDM-5500/5600是高性能,低成本,双通道和三通道光学增量编码器。这些编码器强调高可靠性,高分辨率和易于组装。 每个编码器都包含一个带透镜的LED​​光源,一个带探测器和输出电路的集成电路,以及一个在发射器和探测器IC之间旋转的码盘。 HEDS-5500/5600和HEDM-5500/5600的输出是两个正交的方波。除了两个通道正交之外,HEDS-5540和5640还具有第三通道索引输出。该指数输出为90度电高度,真正的指数脉冲,在码盘每旋转一圈时产生一次。 HEDS系列采用金属码轮,而HEDM系列采用胶片码盘,可实现分辨率到1024 CPR。 HEDM系列没有第三个通道索引。 这些编码器可以快速,轻松地安装到电机上。对于直径较大的电机,HEDM-5600和HEDS-5600/5640具有外部安装耳。 正交信号和索引脉冲通过位于0.1英寸中心的五个0.025英寸方形引脚进行访问。 / p

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  (2)输电线路发生相间短路或接地故障,应对线路进行检修,故障排除后即可恢复正常。

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  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。

  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V,驱动方式为四相四拍。

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