步進電動機及其控制電子大賽(編輯修改稿)
2025-02-27 02:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)。 ? 2) 失步 ? 電機運轉時運轉的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。 ? 3) 失調(diào)角 ? 轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。 ? 4)最大空載起動頻率 ? ? 電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。 ? 5) 最大空載的運行頻率 ? 電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉速頻率。 ? 6) 運行矩頻特性 ? 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。如圖 2所示： 圖 2 力矩與頻率曲線圖 ? 環(huán)形分配器、功率放大器以及其它控制線路組合構成步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)，其方框圖如圖 4，在下一節(jié)的方案選擇時，也是按照驅(qū)動系統(tǒng)的結構來進行。 圖 4 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)結構圖 ? 基本原理作用如下： (1)控制換相順序 通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為 ABC,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制 A,B,C相的通斷。 (2)控制步進電機的轉向 如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉，如果按反序通電換相，則電機就反轉。 (3)控制步進電機的速度 如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。 ? 主要元件：恒壓恒流橋式 2A驅(qū)動芯片 L298N、光電耦合器 TLP5214 工作電壓方式：直流 工作電壓：信號端 4~6V、控制端 5~36V 調(diào)速方式：直流電動機采用 PWM信號平滑調(diào)速。 特點： 可實現(xiàn)電機正反轉及調(diào)速。 啟動性能好，啟動轉矩大。 ? 工作電壓可達到 36V， 4A。 可同時驅(qū)動兩臺直流電機。 適合應用于機器人設計及智能小車的設計中。 實例一：用 L298驅(qū)動兩臺直流減速電機的電路。引腳 A， B可用于 PWM控制。如果機器人項目只要求直行前進，則可將 IN1， IN2和 IN3， IN4兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機的兩個端口給出 PWM信號控制 A， B即可實現(xiàn)直行、轉彎、加減速等動作。 實例二：用 L298實現(xiàn)二相步進電機控制。將 IN1， IN2和 IN3， IN4兩對引腳分別接入單片機的某個端口，輸出連續(xù)的脈沖信號。信號的快慢決定了電機的轉速。改變繞組脈沖信號的順序即可實現(xiàn)正反轉。 圖 13 L298驅(qū)動步進電機 三、伺服電動機及其控制 ? 伺服電動機又稱執(zhí)行電動機。其 功能 是將輸入的電壓控制信號轉換為軸上輸出的角位移和角速度，驅(qū)動控制對象。 ? 伺服電動機可控性好，反應迅速。是自動控 制系統(tǒng)和計算機外圍設備中常用的執(zhí)行元件。 ? 伺服電動機可分為兩類： 交流伺服電動機 和 直流伺服電動機 交流伺服電動機 交流伺服電動機 就是一臺兩相交流異步電機。它的定子上裝有空間互差 90?的 兩個繞組：勵磁繞組和控制繞組，其結構如圖所示。 勵磁繞組 控制繞組 杯形轉子 內(nèi)定子 交流伺服電動機結構圖 ? : ? 交流伺服電動機以單相異步電動機原理為基礎，從圖 5— 2可以看出，勵磁繞組 WF接到電壓為 Uf的交流電網(wǎng)上，控制繞組 WC接到控制電壓 Uc上，當有控制信號
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