星光电脑为您整理了步进电机驱动器原理,还有步进电机驱动器的基本原理和步进电机工作原理,下面一起来看步进电机驱动原理吧。
步进电机工作原理如下:
电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组会产生对应的矢量磁场。由于同极互斥,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。
如果定子生成的矢量磁场旋角度变了,那转子的角度也会随着该磁场的变化而变化。所以每输入一个电脉冲,电机就会转动一个角度前进一步。
步进电机介绍:
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电机,又称为脉冲电机。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。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它就可以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”。
步进电机驱动器的原理,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。
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。
驱动器相当于开关的组合单元。通过上位机的脉冲信号有顺序给电机相序通电使电机转动。
1、步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号,通过其内部的逻辑电路,控制步进电机的绕组以一定的时序正向或反向通电, 使得电机正向/反向旋转,或者锁定。
2、以1.8度两相步进电机为例:当两相绕组都通电励磁时,电机输出轴将静止并锁定位置。在额定电流下使电机保持锁定的最大力矩为保持力矩。如果其中一相绕组的电流发生了变向,则电机将顺着一个既定方向旋转一步(1.8度)。同理,如果是另外一项绕 组的电流发生了变向,则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步(1.8度)。当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时,则电 机会顺着既定的方向实现连续旋转步进,运行精度非常高。对于 1.8度两相步进电机旋转一周需200步。
3、两相步进电机有两种绕组形式:双极性和单极性。双极性电机每相上只有一个绕组线圈,电机连续旋转时电流要在 同一线圈内依次变向励磁,驱动电路设计上需要八个电子开关进 行顺序切换。
4、单极性电机每相上有两个极性相反的绕组线圈,电机连续旋转时只要交替对同一相上的两个绕组线圈进行通电励磁。驱动电路设 计上只需要四个电子开关。在双极性驱动模式下,因为每相的绕组线圈为100%励磁,所以双极性驱动模式下电机的输出力矩比单极性驱动模式下提高了约 40%。
步进电机单靠交流供电或直流电源无法运动,必须与驱动电路同时使用时才能发挥其功能,驱动器(驱动电路)由决定换向顺序的控制电路(或称为逻辑电路)与控制电机输出功率的换相电路(或称为功率电路(power
stage))组成。
步进电机驱动是的步骤:
1,要提供适合于步进电机所需要的电源;
2,需要输入脉冲和方向信号,一般是按TTL标准电平,
输入一个步进脉冲,电机就步进一个步距角;
3,驱动器的输出:A+,A-,B+,B-,由驱动器去完成。
(不需输入包含A+,A-,B+,B-
4个端口高低电平的信息)
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步进电机件。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,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。
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器
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。它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。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
步进电机作为执行元件,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。
编辑本段分类
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。
永磁式步进电机
永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度
或15度;
反应式步进电机
反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。
混合式步进电机
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为
0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
步进电机是根据一定节拍运行的!
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