第一篇:步進電機工作原理
步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。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(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。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。步進電機可以作為一種控制用的特種電機,利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點,廣泛應用于各種開環(huán)控制。
1、步進電機是一種作為控制用的特種電機, 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運行的, 其特點是沒有積累誤差(精度為100%), 所以廣泛應用于各種開環(huán)控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動, 這種裝置就是步進電機驅(qū)動器, 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移, 或者說: 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號, 通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。所以,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機精確調(diào)速;控制步進脈沖的個數(shù),可以對電機精確定位目的;
2、步進電機通過細分驅(qū)動器的驅(qū)動,其步距角變小了,如驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,其步距角只為‘電機固有步距角‘的十分之一,也就是說:‘當驅(qū)動器工作在不細分的整步狀態(tài)時,控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖,電機轉(zhuǎn)動1.8°;而用細分驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài)時,電機只轉(zhuǎn)動了0.18° ‘,這就是細分的基本概念。細分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生,與電機無關(guān)。
3、驅(qū)動器細分有什么優(yōu)點,為什么一定建議使用細分功能?
驅(qū)動器細分后的主要優(yōu)點為:完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進電機(尤其是反應式電機)的固有特性,而細分是消除它的唯一途徑,如果您的步進電機有時要在共振區(qū)工作(如走圓?。?,選擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對三相反應式電機,其力矩比不細分時提高約30-40%。提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度,‘提高電機的分辨率‘是不言而喻的。
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
學號:
xxx
指導老師: :
xx
步進電機調(diào)速實驗報告
一、實驗目得及要求: 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,我更加深刻得認識到將單片機編程知識應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。在以后得學習中要注意實踐性,不能只滿足于理論知識。 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。這種步進電機的應用最為廣泛。 一.工作原理 (一)反應式步進電機 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電脈沖數(shù)和頻率成一一對應關(guān)系,而方向由導電順序決定。 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:細分數(shù)如果超過10,電機帶負載后,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)感應子式步進電機(永磁式) 1、特點: 感應子式步進電機與傳統(tǒng)的反應式步進電機相比,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為感應子式步進電機代號)、57BYG、86BYG、110BYG、(國際標準),而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國內(nèi)標準。 3、步進電機的靜態(tài)指標術(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)的標準,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,四拍運行時應在5%之內(nèi),八拍運行時應在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,電機不帶負載的最高轉(zhuǎn)速頻率。這個速度遠大于啟動頻率。 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,曲線與負載的交點為負載的最大速度點。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,一般工作點均應遠離共振區(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載精度的要求,將負載的最小分辨率(當量)換算到電機軸上,每個當量電機應走多少角度(包括減速)。電機的步距角應等于或小于此角度。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)是電機工作的負載,而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時(一般由低速)時二種負載均要考慮,加速起動時主要考慮慣性負載,恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下,靜力矩應為摩擦負載的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遵循以下步驟: 三.應用中的注意點 1、步進電機應用于低速場合---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)動慣量大的負載應選擇大機座號電機。 5、電機在較高速或大慣量負載時,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,應通過機械減速、提高電機速度,或采用高細分數(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,應采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。 9、應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 步進電機調(diào)速實驗報告 班級: xx 姓名: xx 學號: xxx 指導老師: xx 步進電機調(diào)速實驗報告 一、實驗目的及要求: 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,我更加深刻的認識到將單片機編程知識應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。在以后的學習中要注意實踐性,不能只滿足于理論知識。 步進電機控制實驗 一、實驗目的 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。第三篇:步進電機簡介
第四篇:步進電機實驗報告
第五篇:單片機實驗報告_步進電機