第一篇：單片機實驗報告_步進電機
步進電機控制實驗
一、實驗?zāi)康?/p>
了解步進電機的工作原理，掌握它的轉(zhuǎn)動控制方式和調(diào)速方法。
二、實驗設(shè)備及器件
IBM PC 機 一臺
DP-51PROC 單片機綜合仿真實驗儀 一臺
三、實驗內(nèi)容
1.編寫程序，通過單片機的P1 口控制步進電機的控制端，使其按一定的控制方式進行轉(zhuǎn)動。
2.分別采用雙四拍（AB→BC→CD→DA→AB）方式、單四拍（A→B→C→D→A）方式和單雙八拍（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A）方式編程，控制步進電機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速。
3.觀察不同控制方式下，步進電機轉(zhuǎn)動時的振動情況和步進角的大小，比較這幾種控制方式的優(yōu)缺點。
四、實驗要求
學(xué)會步進電機的工作原理和控制方法，掌握一些簡單的控制電路和基本的電機基礎(chǔ)知識。
五、實驗步驟
1.安裝C10 區(qū)JP6 接口上的短路帽，將C10 區(qū)BA、BB、BC、BD與A2 區(qū)的P10~P13對應(yīng)相連。
2.打開程序調(diào)試軟件，下載運行編寫好的軟件程序，觀察步進電機的轉(zhuǎn)動情況。
3.修改步進電機的控制程序，再次運行程序，比較它們的不同控制效果。
六、實驗程序
#include
sbit K7=P2^7;//1正轉(zhuǎn)0反轉(zhuǎn)
#define Coil_A1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=1;}//A相通電，其他相斷電，低電平有效，若你的驅(qū)動電路是高電平有效則改為（1,0,0,0）
#define Coil_B1 {A1=1;B1=0;C1=1;D1=1;}//B相通電，其他相斷電 #define Coil_C1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=1;}//C相通電，其他相斷電 #define Coil_D1 {A1=1;B1=1;C1=1;D1=0;}//D相通電，其他相斷電 #define Coil_AB1 {A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}//AB相 #define Coil_BC1 {A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}//BC相 #define Coil_CD1 {A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}//CD相 #define Coil_DA1 {A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}//DA相 #define Coil_OFF {A1=1;B1=1;C1=1;D1=1;}//全部斷電 unsigned char Speed;void DelayUs2x(unsigned char t){
while(--t);} void DelayMs(unsigned char t)
{
while(t--){
//大致延時1mS
DelayUs2x(245);
DelayUs2x(245);} } //******************************************************************************* void danshuangbapai(unsigned char Sp){ Coil_A1
DelayMs(Sp);
Coil_AB1
DelayMs(Sp);
Coil_B1
DelayMs(Sp);
Coil_BC1
DelayMs(Sp);
Coil_C1
DelayMs(Sp);
Coil_CD1
DelayMs(Sp);
Coil_D1
DelayMs(Sp);
Coil_DA1
DelayMs(Sp);} void danshuangbapaif(unsigned char Sp){
Coil_DA1
DelayMs(Sp);
Coil_D1
DelayMs(Sp);
Coil_CD1
DelayMs(Sp);
Coil_C1
DelayMs(Sp);
Coil_B1
DelayMs(Sp);
Coil_AB1
DelayMs(Sp);
Coil_A1
DelayMs(Sp);} void dansipai(unsigned char Sp){
Coil_A1
DelayMs(Sp);
Coil_B1
DelayMs(Sp);
Coil_C1
DelayMs(Sp);
Coil_D1
DelayMs(Sp);} void dansipaif(unsigned char Sp){
Coil_D1
DelayMs(Sp);
Coil_C1
DelayMs(Sp);
Coil_B1
DelayMs(Sp);
Coil_A1
DelayMs(Sp);} void shuangsipai(unsigned char Sp){ Coil_AB1 DelayMs(Sp);Coil_BC1 DelayMs(Sp);Coil_CD1 DelayMs(Sp);Coil_DA1 DelayMs(Sp);} void shuangsipaif(unsigned char Sp){ Coil_DA1 DelayMs(Sp);Coil_CD1 DelayMs(Sp);Coil_BC1 DelayMs(Sp);Coil_AB1 DelayMs(Sp);}
//******************************************************************************* void main(void){ while(1){ if(K0==1)//最低速
Speed=20;if(K1==1)Speed=15;if(K2==1)Speed=10;if(K3==1)//最高速
Speed=5;if(K4==1&&K7==1)//單雙八拍正
danshuangbapai(Speed);if(K4==1&&K7==0)//單雙八拍反
danshuangbapaif(Speed);if(K5==1&&K7==1)//單四拍正
dansipai(Speed);if(K5==1&&K7==0)//單四拍反
dansipaif(Speed);if(K6==1&&K7==1)//雙四拍正
shuangsipai(Speed);if(K6==1&&K7==0)//雙四拍反
shuangsipaif(Speed);if((K3==0&&K2==0&&K1==0&&K1==0))Speed=0;} }
七、實驗結(jié)果
如圖所示接線，并且在完成程序的編譯和燒錄后，單片機上的步進電機開始轉(zhuǎn)動，改變相應(yīng)的延時和完成的方式，步進電機的轉(zhuǎn)動情況會發(fā)生一定的改變，也可以通過P口將步進電機的輸入反映到LED燈上，這樣就可以觀察步進電機的工作原理。
八、調(diào)試中遇到的問題與解決辦法
步進電機是通過給每個端口輸入不同的位置，讓電機在每個時刻所在的位置不同，然后通過循環(huán)實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的。如果將循環(huán)的次數(shù)加以控制，或者將延時邊長，就可以看出或者是計算出不同的方式，步進電機每一拍的轉(zhuǎn)動情況，例如單雙八拍的步進電機，每一怕所轉(zhuǎn)動的角度就是9度。
九、心得體會 通過這次實驗，掌握了單片機步進電機的工作原理和他的幾種不同的工作方式，并且對他的不同工作方式的差異有了自己的想法。
第二篇：步進電機實驗報告
步進電機調(diào)速實驗報告
班級：
xｘ
姓名：
xx
學(xué)號:
xｘx
指導(dǎo)老師: :
ｘx
步進電機調(diào)速實驗報告
一、實驗?zāi)康眉耙? 1、熟悉步進電機得工作原理 2、熟悉 51 系列單片機得工作原理及調(diào)試方法 3、設(shè)計基于 51 系列單片機控制得步進電機調(diào)速原理圖(要求實現(xiàn)電機得速度反饋測量,測量方式:數(shù)字測量)４、實現(xiàn) 51 系列單片機對步進電機得速度控制（步進電機由實驗中心提供,具體型號 ４2BYG)由按鈕控制步進電機得啟動與停止;實現(xiàn)加速、勻速、與減速控制.速度設(shè)定由鍵盤設(shè)定，步進電機得反饋速度由 LED 數(shù)碼管顯示。
二、實驗原理：
1、一般電動機都就是連續(xù)旋轉(zhuǎn),而步進電動卻就是一步一步轉(zhuǎn)動得,故叫步進電動機。步進電機就是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移,即給一個脈沖信號,步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度,因此非常適合于單片機控制。步進電動機得轉(zhuǎn)子為多極分布，定子上嵌有多相星形連接得控制繞組，由專門電源輸入電脈沖信號,每輸入一個脈沖信號，步進電動機得轉(zhuǎn)子就前進一步。由于輸入得就是脈沖信號,輸出得角位移就是斷續(xù)得，所以又稱為脈沖電動機.隨著數(shù)字控制系統(tǒng)得發(fā)展,步進電動機得應(yīng)用將逐漸擴大。
進電動機需配置一個專用得電源供電,電源得作用就是讓電動機得控制繞組按照特定得順序通電,即受輸入得電脈沖控制而動作，這個專用電源稱為驅(qū)動電源.步進電動機及其驅(qū)動電源就是一個互相聯(lián)系得整體，步進電動機得運行性能就是由電動機與驅(qū)動電源兩者配合所形成得綜合效果。
2、對驅(qū)動電源得基本要求
（1)驅(qū)動電源得相數(shù)、通電方式與電壓、電流都要滿足步進電動機得需要;（2）要滿足步進電動機得起動頻率與運行頻率得要求;(3)能最大限度地抑制步進電動機得振蕩;(4）工作可靠,抗干擾能力強;(5）成本低、效率高、安裝與維護方便。
3、驅(qū)動電源得組成 步進電動機得驅(qū)動電源基本上由脈沖發(fā)生器、脈沖分配器與脈沖放大器(也稱功率放大器)三部分組成, 三、實驗源程序：
／＊**＊＊＊*＊＊*＊***＊
wrｉter：shｏppinｇ、w
＊**＊***＊***＊＊*＊*＊*／ #incｌude 〈reg５2、h〉 #defｉne uint uｎｓigned ｉnt ＃ｄｅfine ｕchar uｎsiｇned chａr uchａｒ cｏde FＦW[］= {
0 ９0x0,８０x0,c0ｘ0,40x0，60x0,20ｘ0,30ｘ０,10x?｝;uchar coｄe REV[]= ｛
0 10x0,30x０,2０x０,6０x0,4０x0，c０x0，80x0,90ｘ?};ｓbｉt Ｋ１ = P3^0； sbｉｔ Ｋ2 = Ｐ3^1;sbit K3 = Ｐ3^2;ｖｏid ＤｅlaｙＭＳ(uint ｍs）
{
uchar i；
wｈiｌe（ms-—）
｛
;)＋+i；021〈i;0=i（ｒoｆ? ｝ } ｖｏid SETP_MＯTＯR_FFW(uchａr n){
ucｈａr i,j;
for(i＝0;ｉ〈5＊n;i＋+）
{?
for(j=0;j<８;ｊ++)
{? ?
if(K3 == ０)ｂｒeａk;
?? P1 = FFW［ｊ]；
；）５２（SMyaleD?? }?? } ｝ voiｄ SEＴP_MＯTOR_ＲEV(ucｈar ｎ)｛
uｃｈaｒ ｉ,j;
for（ｉ=０;i<5＊n；i++)
{）++j;8 ? ;kaerb?)0 == 3K(fi? Ｐ1 = RＥV[ｊ］; ? ＤｅlayMＳ(25）; ? ｝ ｝ } ｖoid main（） {uchar N = 3；)1（elｉhｗ? {if（K１ == ０) ｛;efx0 = 0P? ?? SＥTP_MOTＯR_FFW（N）; ? iｆ(Ｋ３ =＝ 0)ｂｒeａk; }?? ? eｌｓe iｆ(K２ =＝ ０) ? { Ｐ0 ＝ 0xfｄ； ? ；)Ｎ(VER_RＯTOＭ＿PTES? ；ｋaｅrb)0 == 3Ｋ（fi?? ｝?? ? ｅlｓe {?? ? ;bfx0 ＝ 0Ｐ??;30ｘ0 = 1P? ｝ ｝?} 四、實驗心得： 本次實驗讓我了解了步進電動機得工作原理,掌握了怎樣用單片機編程來控制步進電機得正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。通過這次實驗,我更加深刻得認(rèn)識到將單片機編程知識應(yīng)用到實踐中得重要性。同時,在理論知識方面,我還有很多欠缺。在以后得學(xué)習(xí)中要注意實踐性,不能只滿足于理論知識。 步進電機調(diào)速實驗報告 班級： xx 姓名： xx 學(xué)號： xxx 指導(dǎo)老師： xx 步進電機調(diào)速實驗報告 一、實驗?zāi)康募耙螅?/p> 1、熟悉步進電機的工作原理 2、熟悉51系列單片機的工作原理及調(diào)試方法 3、設(shè)計基于51系列單片機控制的步進電機調(diào)速原理圖(要求實現(xiàn)電機的速度反饋測量，測量方式：數(shù)字測量) 4、實現(xiàn)51系列單片機對步進電機的速度控制(步進電機由實驗中心提供，具體型號 42BYG)由按鈕控制步進電機的啟動與停止；實現(xiàn)加速、勻速、和減速控制。速度設(shè)定由鍵盤設(shè)定，步進電機的反饋速度由LED數(shù)碼管顯示。 二、實驗原理： 1.一般電動機都是連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而步進電動卻是一步一步轉(zhuǎn)動的，故叫步進電動機。步進電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電動機的轉(zhuǎn)子為多極分布，定子上嵌有多相星形連接的控制繞組，由專門電源輸入電脈沖信號，每輸入一個脈沖信號，步進電動機的轉(zhuǎn)子就前進一步。由于輸入的是脈沖信號，輸出的角位移是斷續(xù)的，所以又稱為脈沖電動機。隨著數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展，步進電動機的應(yīng)用將逐漸擴大。 進電動機需配置一個專用的電源供電，電源的作用是讓電動機的控制繞組按照特定的順序通電，即受輸入的電脈沖控制而動作，這個專用電源稱為驅(qū)動電源。步進電動機及其驅(qū)動電源是一個互相聯(lián)系的整體，步進電動機的運行性能是由電動機和驅(qū)動電源兩者配合所形成的綜合效果。2.對驅(qū)動電源的基本要求 （1）驅(qū)動電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都要滿足步進電動機的需要；（2）要滿足步進電動機的起動頻率和運行頻率的要求；（3）能最大限度地抑制步進電動機的振蕩；（4）工作可靠，抗干擾能力強；（5）成本低、效率高、安裝和維護方便。3.驅(qū)動電源的組成 步進電動機的驅(qū)動電源基本上由脈沖發(fā)生器、脈沖分配器和脈沖放大器（也稱功率放大器）三部分組成，三、實驗源程序： /*************** writer:shopping.w ******************/ #include } void SETP_MOTOR_FFW(uchar n){ uchar i,j;while(ms--){ for(i=0;i<120;i++);} for(i=0;i<5*n;i++){ for(j=0;j<8;j++) { if(K3 == 0)break; P1 = FFW[j]; DelayMS(25); } } } void SETP_MOTOR_REV(uchar n){ uchar i,j;for(i=0;i<5*n;i++){ for(j=0;j<8;j++) { if(K3 == 0)break; P1 = REV[j]; DelayMS(25); } } } void main(){uchar N = 3;while(1){if(K1 == 0) {P0 = 0xfe; SETP_MOTOR_FFW(N);if(K3 == 0)break; } } } else if(K2 == 0){ P0 = 0xfd; } else { P0 = 0xfb;} P1 = 0x03;SETP_MOTOR_REV(N);if(K3 == 0)break;4 四、實驗心得： 本次實驗讓我了解了步進電動機的工作原理，掌握了怎樣用單片機編程來控制步進電機的正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。通過這次實驗，我更加深刻的認(rèn)識到將單片機編程知識應(yīng)用到實踐中的重要性。同時，在理論知識方面，我還有很多欠缺。在以后的學(xué)習(xí)中要注意實踐性，不能只滿足于理論知識。 湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 課程單片機原理及仿真課程設(shè)計 題目單片機控制步進電機 專業(yè)姓名學(xué)號 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等 1、主要內(nèi)容： 根據(jù)單片機課程所學(xué)內(nèi)容，結(jié)合其他相關(guān)課程知識，設(shè)計步進電機控制，以加深對單片機知識的理解，鍛煉實踐動手能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計和工作打下堅實基礎(chǔ)。 2、基本要求： 本設(shè)計以MCS-51系列單片機為核心，采用常用電子器件設(shè)計。根據(jù)要求設(shè)計一個單片機仿真控制，要求：設(shè)計一個數(shù)碼管；一個外中斷通過門電路連接五個按鍵，這五個按鍵分別控制步進電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)暫停、加速與減速；正轉(zhuǎn)時，數(shù)碼管上顯示‘Z’，反轉(zhuǎn)時顯示“F”，暫停時顯示“S”，按加速鍵時，電機加速，按減速鍵時，電機減速。 （1）用PROTOUS設(shè)計出步進電機控制工作原理實驗電路圖 （2）通過對AT89S51單片機編程，編寫定步進電機控制程序，實現(xiàn)用步進電機控制。 （3）上交相應(yīng)仿真的電路圖與編程文檔。 （4）寫出詳細(xì)的設(shè)計原理說明小論文。 3、主要參考資料： [1] 李泉溪，倪水平.單片機原理與應(yīng)用實例仿真.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2012.[2] 張友德，趙志英，徐時亮.單片微機原理應(yīng)用與實驗.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2010.[3] 單片機仿真實驗系統(tǒng)說明書.完成期限 指導(dǎo)教師 2012年12月2 日 步進電機簡介 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。 步進電機分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB） 永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度； 反應(yīng)式步進一般為三相，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。在歐美等發(fā)達(dá)國家80年代已被淘汰； 混合式步進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。 一.工作原理 （一）反應(yīng)式步進電機 1、結(jié)構(gòu)： 電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒（1，2，3，4，5），電機定子有三個勵磁繞阻（A，B，C），A與齒1相對齊，B與齒2錯開1/3て，C與齒3錯開2/3て，A與齒5相對齊...。將定子和轉(zhuǎn)子展開如下 2、旋轉(zhuǎn)： 如A相通電，B、C相不通電時，由于磁場作用，齒1與A對齊；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1/3て，此時齒3與C偏移為1/3て，齒4與A偏移2/3て；如C相通電，A、B相不通電，齒3應(yīng)與C對齊，此時轉(zhuǎn)子又向右移過1/3て，此時齒4與A偏移為1/3て對齊；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1/3て。這樣經(jīng)過A、B、C、A分別通電，齒4移到A相，電機轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距，如果不斷地按A、B、C、A...通電，電機就向右旋轉(zhuǎn)；如按A、C、B、A……通電，電機就向左轉(zhuǎn)。由此可見：電機的位置和速度由導(dǎo)電脈沖數(shù)和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系，而方向由導(dǎo)電順序決定。 不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮，往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來每步1/3て改變?yōu)?/6て。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3て變?yōu)?/12て，1/24て，這就是電機細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。但經(jīng)過理論分析及大量的實驗證明：細(xì)分?jǐn)?shù)如果超過10，電機帶負(fù)載后，就會產(chǎn)生跳步和失步現(xiàn)象。 不難推出：電機定子上有m相勵磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移 1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是步進電機旋轉(zhuǎn)的物理條件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進電機，出于成本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。 3、力矩： 電機一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量Ф）。當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度時，產(chǎn)生的吸引力 F=K*dФ/dθ成正比。其中磁通量Ф=Br*S（Br=N*I/R為磁密，S為導(dǎo)磁面積，N*I為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻），θ為錯齒量，K為系數(shù)。可見，F(xiàn)與L*D*Br成正比（L為鐵芯有效長度，D為轉(zhuǎn)子直徑）。 力矩=F*D/2，因此，力矩與電機有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比（設(shè)為線性狀態(tài)），即電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。 （二）感應(yīng)子式步進電機（永磁式） 1、特點： 感應(yīng)子式步進電機與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進電機相比，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。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。 感應(yīng)子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行（必須采用雙極電壓驅(qū)動），而反應(yīng)式電機則不能如此。 例如：四相，八相運行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=,D=。 一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。 2、分類 感應(yīng)子式步進電機以相數(shù)可分為：二相電機、三相電機、四相電機、五相電機等。以機座號（電機外徑）可分為：42BYG(BYG為感應(yīng)子式步進電機代號）、57BYG、86BYG、110BYG、（國際標(biāo)準(zhǔn)），而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。 3、步進電機的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語 相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)，常用m表示。 拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。 步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。每轉(zhuǎn)步數(shù)：電機每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所轉(zhuǎn)過的步數(shù)。 定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）。 保持扭矩：電機繞組通電不轉(zhuǎn)動時的最大輸出扭矩值。 工作扭矩：電機繞組通電轉(zhuǎn)動時的最大輸出扭矩值。注意：保持扭距比工作扭矩大，選電機是要以工作扭矩為選擇依據(jù)。 靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。 雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。 4、步進電機動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語： 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。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。 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)。稱之為失步。 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(xì)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(fù)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(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。這個速度遠(yuǎn)大于啟動頻率。 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(guān)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)。如下左圖所示：其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。 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)電流），平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。如上右圖所示。其中，曲線3電流最大、或電壓最高；曲線1電流最小、或電壓最低，曲線與負(fù)載的交點為負(fù)載的最大速度點。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動電壓，使采用小電感大電流的電機。 7、電機的共振點：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180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0.9度），電機驅(qū)動電壓越高，電機電流越大，負(fù)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)遠(yuǎn)離共振區(qū)。 現(xiàn)在，步進電機的發(fā)展非常迅速，如德國百格拉公司的交流伺服電機運行性能的步進電機系統(tǒng)，其三相混合式步進電機采用交流伺服原理工作，運用特殊精密機械加工工藝，使步進電機定子和轉(zhuǎn)子之間間隙僅為50um，轉(zhuǎn)子和定子的直徑比提高到59%，大大提高了電機工作扭矩，特別是高速時的工作扭矩。由于定子和轉(zhuǎn)子上磁槽數(shù)遠(yuǎn)多于五相和兩相混合式步進電機，使三相混合式步進電機可以按五相和兩相混合式步進電機的步數(shù)進行工作。電機的扭矩僅與轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)無關(guān)，例如：2Nm電機在每轉(zhuǎn)500步和10000步，800轉(zhuǎn)/分時的扭矩都是1.75Nm。在低速時運行極其平穩(wěn)，幾乎無共振區(qū)，高速時扭矩大，運行特性類同交流伺服電機。 二.步進電機選用 （一）力矩與功率計算 步進電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 其中P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓·米。 P=2πfM/400(半步工作） 其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS) （二）步進電機的選擇 步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。 1、步距角的選擇 電機的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機軸上，每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。 2、靜力矩的選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù)載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運行進只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）。 3、電流的選擇 靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓） 綜上所述選擇電機一般應(yīng)遵循以下步驟： 三.應(yīng)用中的注意點 1、步進電機應(yīng)用于低速場合---每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)，（0.9度時6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時電機工作效率高，噪音低。 2、步進電機最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時振動大。 3、由于歷史原因，只有標(biāo)稱為12V電壓的電機使用12V外，其他電機的電壓值不是驅(qū)動電壓伏值，可根據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓（建議：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動外也可以采用其他驅(qū)動電源，不過要考慮溫升。 4、轉(zhuǎn)動慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機座號電機。 5、電機在較高速或大慣量負(fù)載時，一般不在工作速度起動，而采用逐漸升頻提速，一電機不失步，二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。 6、高精度時，應(yīng)通過機械減速、提高電機速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動器來解決，也可以采用5相電機，不過其整個系統(tǒng)的價格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。 7、電機不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。 8、電機在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。 9、應(yīng)遵循先選電機后選驅(qū)動的原則。最好采用同一生產(chǎn)廠家的控制器、驅(qū)動器和電機。 10、應(yīng)注重可靠性而輕性能、重品質(zhì)而輕價格。 機電產(chǎn)品網(wǎng) 供稿第三篇：步進電機實驗報告
第四篇：單片機課程設(shè)計任務(wù)書(步進電機控制)
第五篇：步進電機簡介
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