機(jī)電一體化課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-06-12 19:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，按步進(jìn)電動機(jī)所要求的規(guī)律分配給步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路的各相輸入端，用以控制繞組中電流的開通和關(guān)斷。同時由于電動機(jī)有正反轉(zhuǎn)要求，所以脈沖分配器 的輸出既是周期性的，又是可逆的，因此，也可稱之為環(huán)形分配器。 脈沖分配可以用硬件電路實現(xiàn)，也可以用軟件程序?qū)崿F(xiàn)。 硬件環(huán)形分配 硬件環(huán)行分配器由集成電路的邏輯門、觸發(fā)器等邏輯單元構(gòu)成。三相六拍環(huán)形分配器由三個 D 觸發(fā)器和若干個與非門所組成。 CP 端接進(jìn)給脈沖控制信號，E端接電機(jī)方向控制信號 (高電平或低電平信號 )。環(huán)行分配器的輸出端 QA、 QB和 QC 分別控制電機(jī)的 A、 B和 C 三相繞組。其原理圖見圖 4。正向進(jìn)給時環(huán)行分配器真值表見表 2。 對圖 4 進(jìn)行分析可知：置 E 為 1時，三相六拍的運行方式是 A→ AB→ B→BC→ C→ CA…順序輪流通電方式，稱之為正轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子便順時針方向一步一步轉(zhuǎn)動；置 E為 0時，三相六拍的運行方式是 CA→ C→ CB→ B→ BA→ A…順序輪流通電方式，稱之為反轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子便逆時針方向一步一步轉(zhuǎn)動。 圖 4正、反向進(jìn)給的環(huán)行分配器原理圖 表 2正、反向進(jìn)給時環(huán)行分配器真值表 CP DA DB DC QA QB QC 通電相 0 11 01 00 A 1 01 01 10 AB 20 11 01 0B 30 01 01 1BC 41 01 00 1C 51 00 10 1CA 61 10 10 0A 圖 5所示為專用的環(huán)形分配集成芯片 CH250，是專為三相步進(jìn)電機(jī)設(shè)計的環(huán)形分配集成芯片，采用 CMOS 工藝集成，可靠性高，它可工作于單三拍、雙三拍、三相六拍等方式。圖所示為三相六拍的接線圖，步進(jìn)電機(jī)的初始勵磁狀態(tài)為 AB 相，當(dāng)進(jìn)給脈沖 CP 的上升沿有效，并且方向信號 E=1 時則正轉(zhuǎn)， E=0 時則反轉(zhuǎn)。 圖 5 CH250 實現(xiàn)的三相六拍脈沖分配電路 對于不同種類、不同相數(shù)、不同分配方式的步進(jìn)電機(jī)都必須重新設(shè)計不同的硬件分配電路或選用不同的集成芯片，顯然有些不方便。 軟件環(huán)形分配 軟件環(huán)形分配原理 采用 MCS51系列單片機(jī)來進(jìn)行環(huán)行脈沖的軟件控制，現(xiàn)以控制兩只四相八拍電機(jī)的環(huán)行分配程序為例說明其原理。 設(shè)有 X 向四相步進(jìn)電機(jī)，以四相八拍方式運行。按照四相八拍方式運行時的通電順序為：正轉(zhuǎn)： A→ AB→ B→ BC→ C→ CD→ D→ DA→…；反轉(zhuǎn)： A→ AD→ D→DC→ C→ CB→ B→ BA→…；設(shè)以 8031 的 P1口作為兩只電機(jī)的輸出口，其對應(yīng)關(guān)系如表 3所示。 表 3兩只四相電機(jī)輸出口分配 Y 電機(jī) X電機(jī) DC BA DC BA 由于控制口的輸出信號一般須經(jīng)驅(qū) 動電路進(jìn)行反向放大，故當(dāng)某 P1口輸出為 0時即接通某相電機(jī)繞組，當(dāng)某 P1 口輸出為 1時即表示不接通某相電機(jī)繞組。表 4為 X向電機(jī)的通電順序。設(shè) X向電機(jī)以通電狀態(tài)的順序號作為地址，并記憶在內(nèi)部 RAM 的 52H 中，把 X的狀態(tài)記憶在 55H 中，與 P1 口相對應(yīng)， 55H的低四位放 X向電機(jī)的狀態(tài)，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時，通電順序號加 1增大；當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時，通電順序號減 1減小。把 X向電機(jī)的進(jìn)給方向符號放在位地址 02H中，0表示正， 1表示負(fù)。同時設(shè)計 Y向電機(jī)的通電狀態(tài)順序號記憶在內(nèi)部 RAM的 53H 中， Y向電機(jī)的進(jìn)給方向符號放在位 地址 03H 中， 55H的高四位放 Y向電機(jī)的狀態(tài)。 表 4 X 向電機(jī)的通電順序 通電 順序 號輸出口 16進(jìn)制 狀態(tài)通電 相數(shù) DC BA 11 11 0E A 2 11 00 CAB 31 10 1D B 4 10 01 9BC 51 01 1B C 6 00 11 3CD 70 11 17 D 8 01 10 6DA 環(huán)行分配時，先從 52H 或 53H 中查得當(dāng)時的通電順序號，根據(jù)
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