步进电机步进角的含义是什么?写出三相步进电机史电动机通电方式

步进电机就是在加入脉冲信号后,使转子旋转,脉冲消失,转子停转。我的问题是,为什么还有电源线和地线呢?也就是为什么在控制步进电机旋转的时候,还要给步进电机加上直流电压?
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*错齿是促使步进电机旋转的原因*
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充分理解上面的话,步进电机工作原理就完全可以掌握,并不难。
当A相绕组通电时,转子的齿与定子AA上的齿对齐。若A相断电,B相通电,由于磁力的作用,转子的齿与定子BB上的齿对齐,转子沿顺时针方向转过 ,如果控制线路不停地按A→B→C→A…的顺序控制步进电动机绕组的通断电,步进电动机的转子便不停地顺时针转动。若通电顺序改为A→C→B→A…,步进电动机的转子将逆时针转动。这种通电方式称为三相三拍,而通常的通电方式为三相六拍,其通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA→A…及A→AC→C→CB→B→BA→A…,相应地,定子绕组的通电状态每改变一次,转子转过。三相三拍的通电方式其步距角等于30度,三相六拍通电方式其步距角等于15度。这时候用示波器测步进电机控制器可以看到方波脉冲,脉冲消失,转子停转。
其实只要用几个开关加电源也可以让步进电机旋转起来。
旋转原理如下:
其他答案(共1个回答)
驱动器上的吧,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(步进角)。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。
没见过,难道是励磁绕组??又或者是霍尔元件? 你问的问题没说清楚,最好画个简单的示意图
你检查下 驱动器的脉冲显示灯有没有亮 如果不亮就是你那根PLC到驱动器的线焊错的原因 如果亮着的话 只能检查下驱动器到电机的线是不是接错了的原因
步进电机是一种把电脉冲信号转变成直线位移或角位移的元件,每输入一个脉冲,步进电机就前进一步.因此,其直线位移或角位移与脉冲数成正比;线速度或转速与脉冲频率成正比...
根据不同的种类 由于中国市场步进电机比较混乱 质量参差不齐 价钱冲一元到二三百元之间 一般用的话 觉得就几十块钱的就可以
静力矩或者叫保持转矩(HOLDING TORQUE):
是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力...
答: 增压风机轴承箱振动剧烈的原因有哪些?
答: 考试合格啊!
答: 到百度搜索里看看,那里有你要的
答:  2011年二级建造师考试时间(部分省市时间不统一)
6月26日  上午9:00-12:00
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3秒自动关闭窗口步进电机,很全面的步进电机文章 - 电子工程世界网
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。而其工作原理是:通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。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。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。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,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。
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步进电机资料下载
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基于FPGA的步进电机加减速控制器的设计基于 FPGA 的步进电机加减速控制器的设计 08:06:02 作者:黄楚芳 陈鸿 来源:山西电子技术关键字:加减速控制 FPGA VHDL 步进电机 0 引言 几十年来,数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展,为步进电机的应用开辟了 广阔的前景。 由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统, 既非...
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一种小功率步进电机驱动电路的设计与实现: 步进电机驱动电路的核心部分是环行脉冲分配器. 本文给出了一种两相永磁式步进电机驱动电路的设计方案. 它包括基于E2PROM和可逆计数器构成的环行脉冲分配器以及由驱动芯片L9110 构成的外围电路. 该电路结构简单,可靠性高,可与单片机直接连接,对两相永磁式步进电机具有很好的驱动和控制能力.关 键 词:  两相步进电机;驱动电路;环形脉冲分配器;可逆计数器...
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步进电机相关帖子
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你不是仿造吗?[/quote]
对呀 这并不是我的原型设计 只是上机位有所更改 开源放出来 有朋友喜欢可以拿去直接使用 用步进电机...
1.本人从事FPGA板卡软件&&硬件开发10年,做过高速数据采集处理系统,做过伺服电机&&步进电机驱动开发,做过PCIe&&PCI& &RS485&&RS232&&光纤通讯 等等,有需要FPGA板卡开发的或者需要FPGA兼职的可以联系我,企鹅&nbsp...
微机控制的步进电机驱动电路原理框图所示,系统由单片机,环形脉冲分配器,功率放大器等组成。步进电机的控制过程一般由单片机和环形脉冲分配器来完成,功率放大器按照控制规律驱动控制电机运转。从计算机或环形分配器输出的脉冲信号,其电流和功率较小,不能直接驱动步进电机转动,脉冲信号必须经功率放大才能驱动步进电机转动。采用微机对步进电机进行控制,控制线路简单,控制方案改变容易,适应性强。
定时器功能
外部RTC,带备用内存
7段码LED秒表
外部可编程看门狗定时器
可编程系统唤醒控制器
基于实时时钟的系统唤醒控制器
电压监控器配备时间戳
脉宽调制功能
模拟输入,PWM输出
双输出8位PWMDAC
伺服电机控制
步进电机控制
UART软件控制RGB LED混色
ADC唤醒和传输阈值&&
EEPROM仿真&&nbsp...
G代码)是一样的。动作原理就是根据拟合的行走轨迹,来控制进给轴的转动,当检测到到位置后,进行下一个动作。
图3 典型的数控电气系统
三、典型的数控电气系统:
如图3,有一体化的操作控制通信平台、控制总线、驱动器(包括变频器)、伺服或步进电机等组成部分。
四、数控机床控制系统:
图4 插补拟合
1、控制器将实际轨迹通过插补运算,得到的拟合曲线,从而将轨迹(拟合)按照车床对应坐标轴...
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卡丁,这个机械可以写字 感觉有6个步进电机1个舵机吧? 我能做什么呢?:time: 对了 之前我们说的机械臂结构如何了呢?bot这个是其中一个应用么?...
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上机位就用雕刻机的好了
昨天晚上开始画图&&
下面是要打印的固定结构件
一步一步做&&其他材料刚下订单还未到
此内容由EEWORLD论坛网友cardin6原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处...
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不知道位移传感器类型没法回答你的问题
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> 第4章 特种电机
第3节 步进电机
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的电动机,每当一个电脉冲加到步进电动机的控制绕组上时,它的轴就转动一定的角度,角位移量与电脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比,又称为脉冲电动机。在数字控制系统中,步进电动机常用作执行元件。
步进电动机按照励磁方式分为磁阻式(又称为反应式)、永磁式和混磁式三种;按相数分为单相、两相、三相和多相等形式。下面以三相磁阻式步进电动机为例,介绍步进电动机的结构和工作原理。
一、模型结构示意图
三相磁阻式步进电动机模型的结构示意图如图4-12所示。它的定、转子铁心都由硅钢片叠压而成。定子上有六个磁极,每两个相对的磁极上有同一相控制绕组,同一相控制绕组可以并联或串联;转子铁心上没有绕组,只有四个齿,齿宽等于极靴宽。
图4-12 三相磁阻式步进电动机模型的结构示意图
二、工作原理
三相磁阻式步进电动机的工作原理图如图4-13所示。当U相控制绕组通电,V、W两相控制绕组不通电时,由于磁力线总是通过磁阻最小的路径闭合,转子将受到磁阻转矩的作用,使转子齿1和3与定子U相磁级轴线对齐,如图4-13a所示。此时磁力线所通过的磁路磁阻最小,磁导最大,转子只受径向力而无切向力作用,转子停止转动。当V相控制绕组通电,U、W两相控制绕组不通电时,与V相磁极最近的转子齿2和4会旋转到与V相磁极相对,转子顺时针转过30&,如图4-13b所示。当W相控制绕组通电,U、V两相控制绕组不通电,与W相磁极最近的转子齿1和3会旋转到与W相磁极相对,转子再次顺时针转过30&,如图4-13c所示。这样按U-V-W-U的顺序轮流给各相控制绕组通电,转子就会在磁阻转矩的作用下按顺时针方向一步一步的转动。步进电动机的转速取决于绕组变换通电状态的频率,即输入脉冲的频率,旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序,若通电顺序为U-W-V-U,则步进电动机反向旋转。
控制绕组从一种通电状态变换到另一种通电状态叫做&一拍&,每一拍转子转过的角度称为步距角&b。
图4-13&& 三相磁阻式步进电动机模型单三拍控制时的工作原理
上面的通电方式的特点是,每次只有一相控制绕组通电,切换三次为一个循环,称为三相单三拍控制方式。三相单三拍控制方式由于每次只有一相通电,转子在平衡位置附近来回摆动,运行不稳定,很少采用。三相步进电动机除了单三相控制方式外,还有三相双三拍控制方式和三相单、双六拍控制方式。
三相双三拍控制的通电顺序为UV-VW-WU-UV,每次有两相绕组同时通电,每一循环也需要切换三次,步距角与三相单三拍控制方式相同,也为30&。
三相单、双六拍控制方式的通电顺序为U-UV-V-VW-W-WU-U,首先U相通电,然后U、V两相同时通电,再断开U相使V相单独通电,再使V、W两相同时通电,等等,依此顺序不断轮流通电,完成一次循环需要六拍。三相六拍控制方式的步距角只有三相单三拍和双三拍的一半,为15&。
三相双三拍控制方式和三相六拍控制方式在切换过程中始终保证有一相持续通电,力图使转子保持原有位置,工作比较平稳。单三拍通电方式没有这种作用,在切换瞬间,转子失去自锁能力,容易失步(即转子转动步数与拍数不相等),在平衡位置也容易产生振荡。
设转子齿数为Zr,转子转过一个齿距需要的拍数为N,则步距角为
可见,磁阻式步进电动机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数,与电压和负载等因素无关。在转子齿数一定时,转速与输入脉冲频率成正比,与拍数成反比。
三相磁阻式步进电动机模型的步距角太大,难于满足生产中小位移量的要求,为了减小步距角,实际中将转子和定子磁极都加工成多齿结构。
图4-14是三相磁阻式步进电动机的结构图,转子齿数为Zr=40个,齿沿转子圆周均匀分布,齿和槽的宽度相等,齿间夹角为9&;定子上有六个磁极,每极的极靴上均匀分布有五个齿,齿宽和槽宽相等,齿间夹角也是9&。磁极上装有控制绕组,相对的两个极的绕组串联起来并且连接成三相星形。每个定子磁极的极距为60&,每个极距所占的齿距数不是整数,当U-U&相绕组通电,U-U&相磁极下的定、转子齿对齐时,V-V&磁极和W-W&磁极下的齿就无法对齐,依次错开1/3齿距角(即错开3&)。一般的,m相异步电动机,依次错开的距离为1/m齿距。
如果采用三相单三拍通电方式进行控制,当U相通电时,U磁极的定子齿和转子齿完全对齐,而V磁极和W磁极下的定子齿和转子齿无法对齐,依次错开1/3和2/3齿距(即3&和6&);当U相断电,V相
图4-14 小步距角的三相磁阻式步进电动机结构示意图
通电时,V磁极下的定子齿和转子齿就会完全对齐,转子转过1/3齿距;同样的,当V相断电,W相通电时,转子会再次转过1/3齿距。不难看出,通电方式循环改变一轮后,转子就转过一个齿距。
图4-14所示的步进电动机的齿距角为9&,采用三相单三拍通电时,通电方式循环一轮需要三拍,则步距角&b为3&,我们也可由步距角计算公式计算得出步距角为
转子转过一个齿距所需的运行拍数取决于电机的相数和通电方式,增加相数也可以减小步距角。但相数增多,所需驱动电路就越复杂。常用的步进电动机除了三相以外,还有四相、五相和六相的步进电动机。
三、主要技术指标和运行特性
1.步距角和静态步距误差
步距角也称为步距,是指步进电动机改变一次通电方式转子转过的角度。步距角与定子绕组的相数、转子的齿数和通电方式有关。目前我国步进电动机的步距角为0.36&~90&,常用的有7.5&/15&、3&/6&、1.5&/3&、0.9&/1.8&、0.75&/1.5&、0.6&/1.2&、0.36&/0.72&等几种。
2.最大静转矩
步进电动机的静特性,是指步进电动机在稳定状态(即步进电动机处于通电状态不变,转子保持不动的定位状态)时的特性,包括静转矩、矩角特性及静态稳定区。静转矩是指步进电动机处于稳定状态下的电磁转矩。在稳定状态下,如果在转子轴上加上负载转矩使转子转过一定角度&,并能稳定下来,这时转子受到的电磁转矩与负载转矩相等,该电磁转矩即为静转矩,而角度&即为失调角。对应于某个失调角时,静转矩最大,称为最大静转矩。
3.矩频特性
当步进电动机的控制绕组的电脉冲时间间隔大于电机机电过渡过程所需的时间,步进电动机进入连续运行状态,这时电动机产生的转矩称为动态转矩。步进电动机的动态转矩和脉冲频率的关系称为矩频特性。步进电动机的动态转矩随着脉冲频率的升高而降低。
4.起动频率和连续运行频率
步进电动机的工作频率,一般包括起动频率、制动频率和连续运行频率。对同样的负载转矩来说,正、反向的起动频率和制动频率是一样的,所以一般技术数据中只给出起动频率和连续运行频率。
步进电动机起动频率fst是指在一定负载转矩下能够不失步起动的最高脉冲频率。fst的大小与驱动电路和负载大小有关。步距角&b越小,负载越小,则起动频率越高。
步进电动机连续运行频率f是指步进电动机起动后,当控制脉冲连续上升时,能不失步运行的最高频率,负载越小,连续运行频率越高。在带动相同负载时,步进电动机的连续运行频率比起动频率高得多。
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三相反应式步进电动机的工作原理及驱动方法
  步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列,输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下,它每转一周具有固定的步数;做连续步进运动时,其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接受数字量的控制,所以特别适宜采用微机进行控制。
1.步进电动机的种类
  目前常用的有三种步进电动机:
  (1)反应式步进电动机(VR)。反应式步进电动机结构简单,生产成本低,步距角小;但动态性能差。
  (2)永磁式步进电动机(PM)。永磁式步进电动机出力大,动态性能好;但步距角大。
  (3)混合式步进电动机(HB)。混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点,它的步距角小,出力大,动态性能好,是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机
2.步进电动机的工作原理
图1 三相反应式步进电动机的结构示意图
1——定子& 2——转子& 3——定子绕组{{分页}}
  图1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极,其夹角是60o。各磁极上套有线圈,按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为θE=360o/40=9o,而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿,且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40,其比值是一分数,这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐,如图1,那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距,即3o。因此,B、C极下的磁阻比A磁极下的磁阻大。若给B相通电,B相绕组产生定子磁场,其磁力线穿越B相磁极,并力图按磁阻最小的路径闭合,这就使转子受到反应转矩(磁阻转矩)的作用而转动,直到B磁极上的齿与转子齿对齐,恰好转子转过3o;此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B相绕组通电,而改为C相绕组通电,同理受反应转矩的作用,转子按顺时针方向再转过3o。依次类推,当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通电时,转子会按顺时针方向,以每个通电脉冲转动3o的规律步进式转动起来。若改变通电顺序,按A→C→B→A顺序循环通电,则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3o的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电,并且按三种通电状态循环通电,故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角θb为30o。三相步进电动机还有两种通电方式,它们分别是双三拍运行,即按AB→BC→CA→AB顺序循环通电的方式,以及单、双六拍运行,即按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& θb=360o/NEr&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (1)
式中&& Er——转子齿数;
&&&&&& N——运行拍数,N=km,m为步进电动机的绕组相数,k=1或2。
3.步进电动机的驱动方法
  步进电动机不能直接接到工频交流或直流电源上工作,而必须使用专用的步进电动机驱动器,如图2所示,它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。图中点划线所包围的二个单元可以用微机控制来实现。驱动单元与步进电动机直接耦合,也可理解成步进电动机微机控制器的功率接口,这里予以简单介绍。
图2 步进电动机驱动控制器
1.&单电压功率驱动接口
  实用电路如图3所示。在电机绕组回路中串有电阻Rs,使电机回路时间常数减小,高频时电机能产生较大的电磁转矩,还能缓解电机的低频共振现象,但它引起附加的损耗。一般情况下,简单单电压驱动线路中,Rs是不可缺少的。Rs对步进电动机单步响应的改善如图3(b)。{{分页}}
图3 单电压功率驱动接口及单步响应曲线
图4 双电压功率驱动接口
2.双电压功率驱动接口
  双电压驱动的功率接口如图4所示。双电压驱动的基本思路是在较低(低频段)用较低的电压UL驱动,而在高速(高频段)时用较高的电压UH驱动。这种功率接口需要两个控制信号,Uh为高压有效控制信号,U为脉冲调宽驱动控制信号。图中,功率管TH和二极管DL构成电源转换电路。当Uh低电平,TH关断,DL正偏置,低电压UL对绕组供电。反之Uh高电平,TH导通,DL反偏,高电压UH对绕组供电。这种电路可使电机在高频段也有较大出力,而静止锁定时功耗减小。
3.高低压功率驱动接口
图5 高低压功率驱动接口
  高低压功率驱动接口如图5所示。高低压驱动的设计思想是,不论电机工作频率如何,均利用高电压UH供电来提高导通相绕组的电流前沿,而在前沿过后,用低电压UL来维持绕组的电流。这一作用同样改善了驱动器的高频性能,而且不必再串联电阻Rs,消除了附加损耗。高低压驱动功率接口也有两个输入控制信号Uh和Ul,它们应保持同步,且前沿在同一时刻跳变,如图5所示。图中,高压管VTH的导通时间tl不能太大,也不能太小,太大时,电机电流过载;太小时,动态性能改善不明显。一般可取1~3ms。(当这个数值与电机的电气时间常数相当时比较合适)。{{分页}}
4.斩波恒流功率驱动接口
  恒流驱动的设计思想是,设法使导通相绕组的电流不论在锁定、低频、高频工作时均保持固定数值。使电机具有恒转矩输出特性。这是目前使用较多、效果较好的一种功率接口。图6是斩波恒流功率接口原理图。图中R是一个用于电流采样的小阻值电阻,称为采样电阻。当电流不大时,VT1和VT2同时受控于走步脉冲,当电流超过恒流给定的数值,VT2被封锁,电源U被切除。由于电机绕组具有较大电感,此时靠二极管VD续流,维持绕组电流,电机靠消耗电感中的磁场能量产生出力。此时电流将按指数曲线衰减,同样电流采样值将减小。当电流小于恒流给定的数值,VT2导通,电源再次接通。如此反复,电机绕组电流就稳定在由给定电平所决定的数值上,形成小小的锯齿波,如图6所示。
图6 斩波恒流功率驱动接口
  斩波恒流功率驱动接口也有两个输入控制信号,其中u1是数字脉冲,u2是模拟信号。这种功率接口的特点是:高频响应大大提高,接近恒转矩输出特性,共振现象消除,但线路较复杂。目前已有相应的集成功率模块可供采用。
5.升频升压功率驱动接口
  为了进一步提高驱动系统的高频响应,可采用升频升压功率驱动接口。这种接口对绕组提供的电压与电机的运行频率成线性关系。它的主回路实际上是一个开关稳压电源,利用频率-电压变换器,将驱动脉冲的频率转换成直流电平,并用此电平去控制开关稳压电源的输入,这就构成了具有频率反馈的功率驱动接口。
6.集成功率驱动接口
  目前已有多种用于小功率步进电动机的集成功率驱动接口电路可供选用。
  L298芯片是一种H桥式驱动器,它设计成接受标准TTL逻辑电平信号,可用来驱动电感性负载。H桥可承受46V电压,相电流高达2.5A。L298(或XQ298,SGS298)的逻辑电路使用5V电源,功放级使用5~46V电压,下桥发射极均单独引出,以便接入电流取样电阻。L298(等)采用15脚双列直插小瓦数式封装,工业品等级。它的内部结构如图7所示。H桥驱动的主要特点是能够对电机绕组进行正、反两个方向通电。L298特别适用于对二相或四相步进电动机的驱动。{{分页}}
图7 L298原理框图
  与L298类似的电路还有TER公司的3717,它是单H桥电路。SGS公司的SG3635则是单桥臂电路,IR公司的IR2130则是三相桥电路,Allegro公司则有A2916、A3953等小功率驱动模块。
  图8是使用L297(环形分配器专用芯片)和L298构成的具有恒流斩波功能的步进电动机驱动系统。
图8 专用芯片构成的步进电动驱动系统
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