基于stc89c51的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脈沖分配器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-18 15:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分為三類：反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。按照相數(shù)又分為：兩相、三相、五相，等步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。本設(shè)計(jì)中 以最簡(jiǎn)單的兩相五線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。 兩相五線制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)： 基于 STC89C51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)脈 沖分配器設(shè)計(jì) 8 圖 31兩相五線制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖 兩相五線制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)： 如下圖 33所示，若 A 相通電， 其他 相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒 1與A相對(duì)齊， 齒 2與齒 A39。對(duì)齊， 轉(zhuǎn)子不受力，以下均同。 若 B 相通電， 其他 不通電時(shí)，齒 1與齒 B 對(duì)齊， 齒 2與齒 B39。對(duì)齊， 此時(shí)，轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過(guò) π ／ 2。 若 A’ 相通電，其他 相不通電，齒 1 與 A39。相對(duì)齊， 齒 2 與齒 A對(duì)齊， 轉(zhuǎn)子又向右轉(zhuǎn)過(guò) π ／ 2。 若 B’ 相通電，其他相不通電，齒 1 與 B39。相對(duì)齊，齒 2 與齒 A對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右轉(zhuǎn)過(guò)π／ 2。 這樣，經(jīng)過(guò) A、 B、 A39。、 B39。不斷依次通電，電動(dòng)機(jī)就每步 π ／ 2地向右旋轉(zhuǎn)，如按 A、 B39。、 A39。、 B的順序通電，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 圖 32步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)示意圖 由此可見(jiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的位置和速度與導(dǎo)電和頻率呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 A 1 2 B A39。 B39。 定子 轉(zhuǎn)子 A相 B39。相 B 相 A39。相 1 2 9 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù) 固有步距角： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的固有步距角表示控制系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子向前轉(zhuǎn)過(guò)的角度，實(shí)際上步距角還與驅(qū)動(dòng)器有關(guān) 。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每步轉(zhuǎn)過(guò)的角度 θ＝ 360/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)運(yùn)行拍數(shù)） 。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)指電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生不同對(duì) N、 S 極磁場(chǎng)的勵(lì)磁繞組的對(duì)數(shù)，用 m 表示。目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī) 。電動(dòng)機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)滿足對(duì)步距角的需求。 保持轉(zhuǎn)矩： 保持轉(zhuǎn)矩指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩，它是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩接近保持轉(zhuǎn)矩，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增大而不斷衰減，輸出功率也隨著轉(zhuǎn)速的增大而變化，所以，保持轉(zhuǎn)矩就成為衡量步進(jìn)電機(jī)的重要參數(shù)之一，如人們說(shuō) 2Nm 的步進(jìn)電機(jī)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明情況下即指保持轉(zhuǎn)矩為 2Nm 的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 拍數(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的拍數(shù)是指完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所 需脈沖數(shù)，用n 表示。以四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式，即 ABBCCDDAAB,也有四相八拍運(yùn)行方式，即 AABBBCCCDDDAA。 除上述常用參數(shù)外，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)還有其他參數(shù)，如：步距角精度，矢步，失調(diào)角等，可查閱相關(guān)資料。 電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 目前，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制主要有：由分立器件組成的環(huán)形脈沖分配器，軟件環(huán)形脈沖分配器，專用集成芯片環(huán)形脈沖分配器等，各種驅(qū)動(dòng)器各有其優(yōu)點(diǎn)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式一般分為 1 相勵(lì)磁， 2 相勵(lì)磁， 1－ 2 相勵(lì)磁。其中基于 STC89C51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)脈 沖分配器設(shè)計(jì) 10 1 相勵(lì)磁最簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩也最?。?2 相勵(lì)磁有較大的轉(zhuǎn)矩； 1－ 2 相勵(lì)磁屬于半步的方式，也就是說(shuō)步距角為前兩種的一半。以本設(shè)計(jì)要用的兩相五線電機(jī)為例，三種勵(lì)磁方式分別見(jiàn)下表 和表 ： 表 ： 1 相勵(lì)磁 步數(shù) A B A’ B’ 步數(shù) A B A’ B’ 1 1 0 0 0 5 1 0 0 0 2 0 1 0 0 6 0 1 0 0 3 0 0 1 0 7 0 0 1 0 4 0 0 0 1 8 0 0 0 1 表 ： 2 相 勵(lì)磁 步數(shù) A B A’ B’ 步數(shù) A B A’ B’ 1 1 1 0 0 5 1 1 0 0 2 0 1 1 0 6 0 1 1 0 3 0 0 1 1 7 0 0 1 1 4 1 0 0 1 8 1 0 0 1 表 ： 12相勵(lì)磁 步數(shù) A B A’ B’ 步數(shù) A B A’ B’ 1 1 0 0 0 5 0 0 1 0 2 1 1 0 0 6 0 0 1 1 3 0 1 0 0 7 0 0 0 1 4 0 1 1 0 8 1 0 0 1 11 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制：在步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，改變勵(lì)磁繞組勵(lì)磁順序即可改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)框圖： 一個(gè)完整的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括控制器、驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分。如下圖 34 所示： 圖 33步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)框圖 小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)電路： 本設(shè)計(jì)中使用小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，對(duì)電壓和電流要求不是很高，為說(shuō)明原理，故采用最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路，電路原理圖如下圖 35 所示 : 圖 34小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖 在實(shí)際應(yīng)用中驅(qū)動(dòng)電路不止一路，很多場(chǎng) 合用現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)集成電路做多路驅(qū)動(dòng)，常用的小型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路可用 NLN2020 或 NLN2803。 控制 器 一個(gè)完整的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1