【正文】 數(shù)： 是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。/176。/176。/176。如果使用細分驅(qū)動器，則‘相數(shù)’將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。 TORQUE）：是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于步進電機的輸出力 矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。 TC \* MERGEFORMAT ：1）步距角精度： 步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。不同運行拍數(shù)其值不同， 2)失步： 電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。 3)失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)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。 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(zhuǎn)速頻率。 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)。 步進電機均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進電機的共振區(qū)一般在180250pps之間（）或在400pps左右（），電機驅(qū)動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機輸出電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。電機一旦選定，電機的靜力矩確定而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流（而非靜態(tài)流）平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。曲線1電流最小、或電壓最低，曲線與負載的交點為負載的最大速度點?！? 1)反應(yīng)式步進電機（VAriABle ReluCtAnCe，簡稱 VR）反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒有繞組。反應(yīng)式步進電機有單段式和多段式兩種類型。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步進角比較大，它輸出轉(zhuǎn)矩大，動態(tài)性能好，消耗功率小（相比反應(yīng)式），但啟動運行頻率較低，還需要正負脈沖供電。混合式與傳統(tǒng)的反應(yīng)式相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。這種電動機最初是作為一種低速驅(qū)動用的交流同步機設(shè)計的，后來發(fā)現(xiàn)如果各相繞組通以脈沖電流，這種電動機也能做步進增量運動。 步進電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，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。與齒5相對齊，（A39。轉(zhuǎn)子裝有一個軸向磁化永磁體用以產(chǎn)生一個單向磁場。而轉(zhuǎn)子包括兩段，一段經(jīng)永磁體磁化成N 極，另一段磁化為S 極，每段轉(zhuǎn)子齒以一個齒距間隔均勻分布，但兩段轉(zhuǎn)子的齒相互錯開1/2 個轉(zhuǎn)子齒距。具體的延時時間可以通過軟件來實現(xiàn)。硬件方法是依靠單片機內(nèi)部的定時器來實現(xiàn)的,在每次進入定時中斷后,改變定時常數(shù),從而升速時使脈沖頻率逐漸增大,減速時使脈沖頻率逐漸減小,這種方法占用CPU 時間較少,在各種單片機中都能實現(xiàn),是一種比較實用的調(diào)速方法。系統(tǒng)可用兩種辦法實現(xiàn)步進電機的速度控制。延時方法是在每次換向之后調(diào)用一個延時子程序，待延時結(jié)束后再次執(zhí)行換向，這樣周而復(fù)始就可發(fā)出一定頻率的CP脈沖或換向周期。但占用CPU時間長，不能在運行時處理其他工作。定時方法是利用單片機系統(tǒng)中的定時器定時功能產(chǎn)生任意周期的定時信號，從而可方便的控制系統(tǒng)輸出CP脈沖的周期。將電機換向子程序放在定時中斷服務(wù)程序中，定時中斷一次，電機換向一次，從而實現(xiàn)電機的速度控制。調(diào)整的重裝初值主要考慮兩個因素一是中斷響應(yīng)所需的時間。綜合這兩個因素后，重裝計數(shù)初值的修正量取8個機器周期，即要使定時時間縮短8個機器周期。在控制過程中，采用離散辦法來逼近理想的升降速曲線。但是，在某些應(yīng)用中，需要更多的可靠性、安全性或產(chǎn)品質(zhì)量的保證，因此，：1) 步進確認，這是最簡單的位移控制，使用一個低值的光學(xué)編碼器計算步進移動的數(shù)量。當反電動勢電壓降至監(jiān)測探測水平時，閉環(huán)控制轉(zhuǎn)為標準開環(huán)，完成最終的位移移動；3）全伺服控制，指全時間的使用反饋設(shè)備，用于步進電機編碼器、解碼器、或其它反饋傳感器上，從而更為精確地控制步進電機位移和轉(zhuǎn)矩。這里，步進驅(qū)動監(jiān)控和測量電機線圈，使用電壓額電流信息提高步進電機控制。無編碼器安裝監(jiān)測采用信息檢測同步速度的損耗。 事實上，步進系統(tǒng)可提高位移控制的的性能，且不需要反饋。在這些步進系統(tǒng)中，反饋設(shè)備或間接參數(shù)傳感方法的閉環(huán)能進行校正或控制失步、監(jiān)測電機停滯，以及確保更大的可用轉(zhuǎn)矩輸出。然而，開環(huán)操作會有失步的風險，這將產(chǎn)生定位失誤。故選擇閉環(huán)控制。 驅(qū)動方式的確定并于步進電機的驅(qū)動一般有兩種方法，一種是通過CPU直接來驅(qū)動，這種方法一般不宜采用，因為CPU的輸出電流脈沖是特別小的它不能足以讓步進電機的轉(zhuǎn)動；別一種是通過CPU來間接驅(qū)動，就是把從CPU輸出的信號進行放大，然后直接驅(qū)動或是再通過光電隔離間接來驅(qū)動步進電機，這種方法比較安全可靠。用編碼器還的測速發(fā)電機作為轉(zhuǎn)速測量工具,因為選擇了閉環(huán)控制，就必須有反饋元件，反饋元件一般有兩種，一種是采用同軸的測速發(fā)電機，把步進電機的轉(zhuǎn)速反饋回來，然后通過顯示器顯示出來并對步進電機進行調(diào)節(jié)；別一種是通過光同軸的電編碼器把步進電機的轉(zhuǎn)速反饋回來對步進電機進行調(diào)節(jié)；兩者相比，后者的設(shè)計比較簡單，價格便宜，安全可靠，污染少。單電壓驅(qū)動是步進電機控制中最為簡單的一種驅(qū)動電路，它在本質(zhì)上是一個單間的反相器。它的外接電阻R要消耗相當一部分的熱量，這樣就會影響電路的穩(wěn)定性所以此種驅(qū)動方式一般只用在小功率的步進電機的驅(qū)動電路中。雙電壓驅(qū)動電路的缺點是在高低壓連接處電流出現(xiàn)谷點，這樣必然引起力矩在谷點處下降。對于斬波電路驅(qū)動則可以克服這種缺點，并且還可以提高步進電機的效率。但由于其波形頂部呈現(xiàn)鋸齒形波動，所以會產(chǎn)生較大的電磁噪聲。細分控制的電路一般分為兩類，一類是采用線性模擬功率放大器的方法獲得階梯形電流，這種方法簡單，但效率低。但因本次設(shè)計對步進電機的精度要求比較高轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍比較廣，固應(yīng)選用驅(qū)動芯片8713來驅(qū)動，并通過軟件來實現(xiàn)步進電機的調(diào)速。 基本方案的確定因本次設(shè)計的要求，選用三相三拍步進電機，單片機選用89C51作為控制器。選用8713作為步進電機的驅(qū)動芯片并通過光電耦合來驅(qū)動步進電機。但由鍵盤輸入的速度數(shù)值了得通過顯示器來顯示，固本次設(shè)計要兩排顯示，一排來顯示給定的轉(zhuǎn)速一排來顯示實際的轉(zhuǎn)速。 單片機的選擇 本次設(shè)計以CPU選用89C5l作為步進電機的控制芯片．89C51的結(jié)構(gòu)簡單并可以在編程器上實現(xiàn)閃爍式的電擦寫達幾萬次以上．使用方便等優(yōu)點，而且完全兼容MCS5l系列單片機的所有功能。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容?！?）VSS（20）：接地，也就是GND?！?）PSEN（29）：片外ROM選通信號，低電平有效。6）RST/VPD（9）：復(fù)位信號輸入端/備用電源輸入端。9．P1口（18）：準雙向通用I/0口。原理圖如41所示：圖31 主要特性： 與MCS51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：全靜態(tài)工作：0Hz24Hz三級程序存儲器