步進電機的驅(qū)動原理和驅(qū)動電路

1、步進電機的驅(qū)動原理和驅(qū)動電路    步進電機是一種專門用于位置和速度精確控制的特種電機. 是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。        一、步進電機的種類步進電機分三種：永磁式（PM） ，反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）永

2、磁式：一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應(yīng)式：一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。    混合式：是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為    0.72度。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛。        上圖為六線式四相步進電機，共有兩組線圈，每個線圈有兩相，每一相有一條引出線，兩個公共端如果合并為一條線就是五線式。將公共

3、端C接到電源上，依次給各個相的引出線加低電平脈沖信號，步進電機將連續(xù)轉(zhuǎn)動。     二、步進電機的特點        1、輸出角與輸入脈沖嚴格成正比，且在時間長同步。步進電機的步距角不受各種干擾因素，如電壓           大小、電流的數(shù)值、波形的影響，轉(zhuǎn)子的速度主要取決與脈沖信號的頻率，總的位移量則取決與總    

4、0;      脈沖數(shù)。        2、步進電機的轉(zhuǎn)向可以通過改變通電順序來改變。        3、轉(zhuǎn)子慣量小，啟、停時間短。        4、步進電機具有自鎖能力，一旦停止輸入脈沖，只要維持繞組通電機就可以保持在該固定位置。       &

5、#160;5、步進電機的步進角有誤差、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會出現(xiàn)累計誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時間以后，           其累積誤差為零，不會長期積累。        6、與計算機接口容易，維修方便，壽命長。步進電機本身就是一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，能夠直接接受計算            機的輸出的數(shù)字量。 

6、0;      7、能量效率低，存在失步現(xiàn)象。    三 、步進電機的勵磁方式    步進電機有2相、4相和5相電機。在4相電機中有4組線圈，若電流按順序通過線圈則使電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。4相電機的勵磁方式中有1 相（單向）勵磁、2 相（雙向）勵磁和12 相（單雙向）勵磁方式。        1相勵磁方式：也叫單4拍工作是指在每一瞬間只有一個線圈中的一相導通。每送一個勵磁信號，步進電機旋轉(zhuǎn)一個步

7、進角。其特點是：精度好，消耗電力小，但輸出轉(zhuǎn)矩小，振動大。         2相勵磁方式：也叫雙4拍工作方式，是指在每一瞬間，步進電機兩個線圈中各有一相同時導通。其特點是輸出轉(zhuǎn)矩大，振動小，是目前使用最多的方式。            1-2相勵磁方式：也叫單雙8拍勵磁方式，1相勵磁和2相勵磁方式交替工作，沒傳送一個勵磁信號，步進電機只走半個步進角。其特點是：精度高，運轉(zhuǎn)平滑。 

8、0;   四、驅(qū)動電路原理-AVR 單片機控制        ULN2003 高壓大電流達林頓晶體管陣列芯片，吸收電流可達500mA，輸出耐壓50V，具有很強的驅(qū)動能力。內(nèi)部具有7組達林頓管電路，可以驅(qū)動7路負載。IN 為輸入端可由單片機引腳直接控制，當輸入端為高電平時，輸出端OUT輸出低電平。        五、步進電機的單片機控制過程    1相勵磁的控

9、制邏輯                      # define  S1  PORTB=0X01;              #define   S2  PORTB=0

10、X02;    # define  S3  PORTB=0X04;    #define   S4  PORTB=0X08;    2相勵磁的控制邏輯     # define  S21  PORTB=0X0c;          

11、0;    #define   S22  PORTB=0X06;    # define  S23  PORTB=0X03;    #define   S24  PORTB=0X09;    1-2相勵磁的控制邏輯     # define  S31 

12、; PORTB=0X08;               #define   S32  PORTB=0X0c;    # define  S33  PORTB=0X04;    #define   S34  PORTB=0X06;  

13、;  # define  S35  PORTB=0X02;               #define   S36  PORTB=0X03;    # define  S37  PORTB=0X01;    #define   S

14、38  PORTB=0X09;      正轉(zhuǎn)：           S1;    /在1相勵磁方式下,執(zhí)行一拍(一步)步進電機轉(zhuǎn)7.5度.           delay（time）；/延時子程序       

15、0;   S2;           delay（time）；           S3;           delay（time);           S

16、4;           delay(time);    將控制順序顛倒就是發(fā)轉(zhuǎn);        反轉(zhuǎn):             S4;             delay(time);             S3;             delay(time);             S2;