【文章內(nèi)容簡介】 7 順序工作，這個通電順序稱為“相序”。轉(zhuǎn)子的主要結(jié)構是磁性轉(zhuǎn)軸，當定子中的繞組在相序信號作用下有規(guī)律的通電、斷電工作時，轉(zhuǎn)子周圍就會有一個按此規(guī)律變化的電磁場，因此一個按規(guī)律變化的電磁力就會作用在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子 總是力圖轉(zhuǎn)動到磁阻最小的位置，正是這樣，使得轉(zhuǎn)子按一定的步距角轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動。 步進電動機的工作狀態(tài)由控制信號實現(xiàn)，在步進電動機的單片機控制中，控制信號由單片機產(chǎn)生，其基本控制方式如下： 1．相序控制方式 步進電動機的通電換相順序嚴格按照步進電動機的工作方式進行，通常我們是把通電換相這一過程稱為脈沖分配?，F(xiàn)以 三 相步進電動機為例分析 三 相步進電動機的工作方式： 三 相步進電動機的工作方式有三種： 三 相單 三 拍， 三 相雙 三 拍， 三 相 六 拍。“單”、“雙”、“拍”的意思是：“單”指每次切換前后只有一相繞組 通電，“雙”指的是每次有兩相繞組通電：而從一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種通電狀態(tài)就叫作一“拍”。 (1) 三 相 六 拍步進電動機的工作原理，其實就是電磁鐵的工作原理。又環(huán)形分配器送來的脈沖信號，對定子繞組輪流通電，設先對 A相繞組通電， B、 C、二 相都不通電。由于磁通具有力圖沿磁阻最小路徑通過的特點，因此在 A極附近的轉(zhuǎn)子就只受到徑向力的作用而無切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖定在這個位置上。此時 B、 C 二 相的定子齒則和轉(zhuǎn)子齒在不同的方向各錯丌 360。 ／ (k*m*z)的角度，其中 k 表示通電方式，當為單拍時取 k=1，雙拍時取 k=2； m 為定子繞組的相數(shù)； z為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。隨后 A相斷電， B相控制繞組通電，則轉(zhuǎn)子就和 B 相定予齒對齊，轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn) 360。 ／ (k*m*z)的角度。然后使 B 相斷電， C相通電，同理轉(zhuǎn)子又沿順時針方向旋轉(zhuǎn) 360。 ／ (k*m*z)的角度。轉(zhuǎn)子就按照 A—AB— BBC— C— CAA??的旋轉(zhuǎn)順序運動下去。 (2) 三 相雙 三 拍工作方式原理 當步進電動機按照 AB— BC— CA— AB??的順序通電，則就成了四相雙四 拍工作方式。其工作原理與 三 相 六 拍相同，此處不進行詳細說明。 (3) 三 相單 三 拍工作方式原理 8 8 當步進電動機按照 A— B— C— A— ?的順序通電時，則就成了 三 相單 三 拍工作方式。 2．轉(zhuǎn)向控制方式 如果按給定的工作方式正向順序通電換相，步進電動機就 正 轉(zhuǎn)；如果按相反的順序通電換相，則電動機就反轉(zhuǎn)。例如，步進電動機先前的工作方式為 A— B— C— D— A?此時，步進電動機按順時針旋轉(zhuǎn)。若改為 A— D— C— B— A?時，則步進電動機的轉(zhuǎn)向與原來相反，即，逆時針旋轉(zhuǎn)。 步進電動機工作時的通電控制脈沖，必須嚴格按照步進電動機所要求完成的工作方式進行順序控制。 “單”、“雙”、“拍”的意 思是：“單”指每次切換前后只有一相繞組通電，“雙”指的是每次有兩相繞組通電：而從一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種通電狀態(tài)就叫作一“拍”。 a=360。 ／ (k*m*z)的角度，其中 k 表示通電方式，當為單拍時取k=1，雙拍時取 k=2； m 為定子繞組的相數(shù)； z 為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。隨后 A 相斷電， B相控制繞組通電，則轉(zhuǎn)子就和 B 相定予齒對齊，轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn) 360。 ／(k*m*z)的角度。然后使 B相斷電， C相通電，同理轉(zhuǎn)子又沿順時針方向旋轉(zhuǎn) 360。／ (k*m*z)的角度。轉(zhuǎn)子就按照 A— B— C— D— A??的旋轉(zhuǎn)順序運動下去。 步進電 機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的控制微電機 ,其機械角位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成比例 .通過改變電脈沖頻率 ,可在大范圍內(nèi)進行調(diào)速 .同時 ,該電 機還能快速起動、制動、反轉(zhuǎn)和步進電機只需采用最簡單的開環(huán)控制就可取得 非常高的控制精度，且這種系統(tǒng)不需要反饋信號，系統(tǒng)硬件實施比較簡單。 三相步進電機的定子上 有 6個極 ,轉(zhuǎn)子是 4個均勻分布的齒 ,電機的轉(zhuǎn)動是根據(jù)控制饒組與電源接通或開斷的變化頻率呈步進狀態(tài) ,其轉(zhuǎn)向取決于通電相序 .在本系統(tǒng)中，主要采用三相電 機三相單雙六拍 :aabbbcccaa??首先 a相通電 ,而后再接通 b相繞組 (這時 a 相不斷開 )即 ab 兩繞組同時通電 。此后斷開 a相繞組 ,b相單獨通電 ,依此規(guī)律循環(huán)往復 .這種方式需經(jīng)過 6個切換才能完成一個循環(huán) .單相三拍方式的每一拍步進角為 3176。, 三相六拍的步進角則為 9 9 176。, 因 此 ,在三相六拍下 ,步進電機的運行反轉(zhuǎn)平穩(wěn)柔和 ,但在同樣的運行角度與速度下 ,三相六拍驅(qū)動脈沖的頻率需提高 1倍 ,對驅(qū)動開關管的開關特性要求較高。系統(tǒng) 的總體設計框圖如圖 5所示 : 圖 5 系統(tǒng)的整體流程圖 當步進電機驅(qū) 動系統(tǒng)工作時，控制器首先檢測接收 傳感器 信號，進行換算成需要的檢測量，并將之與設定值進行比較，得出其差值 ，并根據(jù)程序的設定轉(zhuǎn)化為步進電機的步進脈沖。從而通過單片機控制的驅(qū)動器來驅(qū)動步進電機，從而帶動絲杠傳動系統(tǒng)，進而控制液氮液面升降系統(tǒng)的運動，完成一個循環(huán)控制過程。 步進電機的驅(qū)動電路如圖 6所示，采用單片機 AT89C51來驅(qū)動， AT89C51具有8k 字節(jié) flash 閃速存儲器， 256字節(jié)內(nèi)部 r