【正文】 。由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時功率較大，可在微型機(jī)與驅(qū)動器之間增加一級光電隔離器（一是抗干擾，二是電隔離。驅(qū)動器可用大功率復(fù)合管，也可以是專門的驅(qū)動器。如下圖所示： 89C51單片機(jī)系列和8713脈沖分配器的接口圖由于采用了脈沖分配器，單片機(jī)只需提供步進(jìn)脈沖，進(jìn)行速度控制和轉(zhuǎn)向控制，脈沖分配的工作交給8713來自動完成，因此，CPU的負(fù)擔(dān)減輕許多。8713可以選擇單時鐘輸入或雙時鐘輸入，具有正反轉(zhuǎn)控制、初始化復(fù)位、工作方式和輸入脈沖狀態(tài)監(jiān)視等功能，所有輸入端內(nèi)部都設(shè)有斯密特整形電路，提高抗干擾能力，使用4~18V直流電源，輸出電流為20mA。 通過硬件實(shí)現(xiàn)脈沖分配所謂硬件法實(shí)際上就是使用脈沖分配器8713，來進(jìn)行通電換相控制。BA 改變通電順序可以改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 脈沖分配 實(shí)現(xiàn)脈沖分配（也就是通電換相控制）的方法有兩種：軟件法和硬件法 通過軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配軟件法是完全用軟件的方式，按照給定的通電換相順序，通過單片機(jī)的IO向驅(qū)動電路發(fā)出控制脈沖，下面以三相六拍為例上面提到了三相六拍工作方式通電換相得正序?yàn)锳ABBBCCCAA,，反序?yàn)锳ACCCBBBAA 用軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配的接口示意圖注：：A相驅(qū)動：B相驅(qū)動：C相驅(qū)動三相六拍控制字如下表所示： 三相六拍工作方式的控制字通電狀態(tài)控制字A00101HAB01103HB01002HBC11006HC10004HCA10105H注：0代表使繞組斷電，1代表使繞組通電在程序中，只要依次將這10個控制字送到P1口，步進(jìn)電機(jī)就會轉(zhuǎn)動一個齒距角，每送一個控制字，就完成一拍，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過一個步距角。CB174。AC174。C174。B174。 三相六拍，通電順序?yàn)? 正轉(zhuǎn): A174。要求：確保步進(jìn)到位。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 脈沖序列的生成 脈沖的生成脈沖幅值：由數(shù)字元件電平?jīng)Q定。2. 只要負(fù)載是在步進(jìn)電機(jī)允許的范圍之內(nèi)，每個脈沖將使電機(jī)轉(zhuǎn)動一個固定的步距角度。高低壓驅(qū)動電路如下圖所示： 高低壓驅(qū)動接口電路圖高低壓驅(qū)動法是目前普遍應(yīng)用的一種方法，由于這種驅(qū)動在低頻時電流有較大的上沖，電動機(jī)低頻噪聲較大，低頻共振現(xiàn)象存在，使用時要注意。一般可取1~3ms。這一作用同樣改善了驅(qū)動器的高頻性能，而且不必再串聯(lián)電阻Rs，消除了附加損耗。其電路圖如下所示： 雙電壓功率驅(qū)動接口電路雖然這方法保證了低頻段仍然具有單電壓驅(qū)動的特點(diǎn)，在高頻段具有良好的高頻特性，但仍沒有擺脫單電壓驅(qū)動的弱點(diǎn)，在限流電阻R上仍然會產(chǎn)生損耗和發(fā)熱。反之Uh高電平，TH導(dǎo)通，DL反偏，高電壓UH對繞組供電。功率管TH和二極管DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。雙電壓驅(qū)動的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓UL驅(qū)動，而在高速（高頻段）時用較高的電壓UH驅(qū)動。 雙電壓功率驅(qū)動接口 用提高電壓的方法可以使繞組中的電流上升波形變陡，這樣就產(chǎn)生了雙電壓驅(qū)動。這一矛盾不能解決時，會使電動機(jī)的高頻性能下降，可在R1兩端并聯(lián)一個電容，以使電流的上升波形變陡，來改善高頻特性，但這樣做又使低頻性能變差。一般情況下，簡單單電壓驅(qū)動線路中，Rs是不可缺少的。實(shí)用電路如下圖所示。 單電壓功率驅(qū)動接口單電壓驅(qū)動是指電動機(jī)繞組在工作時，只用一個電壓電源對繞組供電，它的特點(diǎn)是電路最簡單。第三章 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動 步進(jìn)電動機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動單元、保護(hù)單元等組成。電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。矩頻特性曲線上每一個頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩稱為動態(tài)轉(zhuǎn)矩。4. 反相阻尼法：這種方法用于步進(jìn)電機(jī)制動，在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子要過平衡點(diǎn)之前，加一個反向作用力去平衡慣性力，使轉(zhuǎn)子到達(dá)平衡點(diǎn)時速度為零，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確制動。3. 細(xì)分步法：細(xì)分步法是將步進(jìn)電機(jī)繞組中的穩(wěn)定電流分成若干階段，每進(jìn)一步時，電流升一級。2. 變頻變壓法：步進(jìn)電機(jī)在高頻和在低頻時轉(zhuǎn)子所獲得的能量不一樣，在低頻時繞組中的電流上升時間長，轉(zhuǎn)子獲得的能量大，因此容易產(chǎn)生振蕩，在高頻時則相反。其中機(jī)械阻尼法比較單一，就是在電動機(jī)軸上加阻尼器，電子阻尼法則有多種。2. 轉(zhuǎn)子的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場的速度。因此，步進(jìn)電動機(jī)有一個啟動頻率啟動時，肯定會產(chǎn)生失步。步進(jìn)電機(jī)失步的原因有2種:1. 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速慢于旋轉(zhuǎn)磁場的速度（或者說慢于換相速度）。 失步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在高頻率區(qū)時，由于換相周期短，轉(zhuǎn)子來不及反沖，同時，繞組中的電流尚未上升到穩(wěn)定值，轉(zhuǎn)子沒有獲得足夠的能量，所以在這個工作區(qū)中不會產(chǎn)生振蕩。振蕩失步的過程可描述如下：在第一個脈沖到來后，轉(zhuǎn)子經(jīng)歷了一次振蕩。由于有機(jī)械摩擦和電磁阻尼的作用，這個振蕩表現(xiàn)為衰弱振蕩，最終穩(wěn)定在平衡點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)過平衡點(diǎn)后，電磁力又產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子又正向轉(zhuǎn)動。 振蕩步進(jìn)電機(jī)的振蕩現(xiàn)象主要發(fā)生于：步進(jìn)電機(jī)工作在低頻區(qū)，步進(jìn)電機(jī)工作在共振區(qū)，步進(jìn)電機(jī)突然停車時。10. 單步響應(yīng)：指步進(jìn)電機(jī)在帶電不動的情況下，改變一次脈沖電壓，轉(zhuǎn)子由起動到停止的運(yùn)動軌跡。8. 響應(yīng)頻率：在某一頻率范圍內(nèi)步進(jìn)電機(jī)可以任意運(yùn)行而不會丟失一步，則這一最大頻率稱為響應(yīng)頻率。7. 最大空載起動頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。5. 零位或初始穩(wěn)定平衡位置：指不改變繞組通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子在理想空載狀態(tài)下的平衡位置。4. 失調(diào)角：指轉(zhuǎn)子偏離零位的角度。用百分比表示：誤差/步距角*100%。θz=2π/Z (Z 是轉(zhuǎn)子的齒數(shù))2. 步距角：指每給一個電脈沖信號電動機(jī)轉(zhuǎn)子所應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度的理論值。C174。B174。CA ；3. 三相六拍：通電順序?yàn)? A174。C ；2. 雙三拍：通電順序?yàn)? AB174。 工作方式（三相）1. 單三拍：通電順序?yàn)? A174。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3π變?yōu)?/12π，1/24π，這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。 不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。 由此可見：電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。 如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3π 這樣經(jīng)過A、B、C、A分別通電狀態(tài)，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距，如果不斷地按A，B，C，A……通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3π,向右旋轉(zhuǎn)。 如B相通電，A，C相不通電時，齒2應(yīng)與B對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3π，此時齒3與C偏移為1/3π，齒4與A偏移（π1/3π）=2/3π。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的，多相時序控制器 工作原理 步進(jìn)電機(jī)三相接線圖，UVW1接電源，分別有三個開關(guān)控制，UVW2分別接地。在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被推動到最大磁導(dǎo)率的位置，定子小齒與轉(zhuǎn)子小齒對齊的位置，并處于平衡狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為對齒。2. 轉(zhuǎn)子：由軟磁材料制成，其外表面也均勻地分布著小齒,與定子上的小齒相同，并且小齒的大小相同，間距相同。與齒5相對齊，（A39。定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，性能最好。2. 永磁式步進(jìn)電機(jī)：一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度；3. 混合式步進(jìn)電機(jī)：是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。1. 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)：一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動都很大。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)