步进电机转动原理
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两相四线步进电机及驱动
1、工作原理:
上图为两相四线步进电机内部俯视图,A+、A-为一项,B+、B-为一项,由于每相电流走向不同,所以每相会产生不同极性的磁性,中间的转子上均匀分布着50个小齿,每个小齿7.2度,以顺时针旋转为例:按8拍式步进即通电顺序为:A+ > A+B+ > B+ > B+A- > A- > A-B- > B- > B-A+ > A+(对齐的两个定子用相同的标号表示),当给A项高电平并持续一段较短的时间时,这时A+定子及A+定子正对的定子跟转子上的小齿完全对齐、B+定子上的小齿与转子上的小齿错齿1.8度、A-定子正对的定子上的小齿与转子上的小齿错齿3.6度、B-定子正对的定子与转子错齿5.4度、A+定子正对的定子与转子错齿7.2度即刚好一个小齿,所以刚好跟转子对齐,从A+定子正对的定子开始顺时针旋转每个定子与转子之间错齿情况同上。当A+定子B+定子同时通电时,A+定子、B+定子同时产生磁性且磁性大小相同,即转子受到A+定子跟B+定子同等大小力的吸引,所以转子顺时针旋转0.9度,即A+定子、B+定子此时都与转子错齿0.9度,当B+定子通电时,由于B+产生磁力的作用转子与定子B+定子对齐,所以转子又前进了0.9度,即从A+ >A+B+ >B+电机分两步顺时针旋转了1.8度,每步0.9度,当第9个高电平脉冲给A+正对的定子时,转子旋转了8X0.9=7.2度,当通过单片机按这8个脉冲的顺序反复的给电机401个脉冲时,转子回到最开始的起点,
脉冲频率越高,电机转速越快。
2、驱动电路:
下图为驱动电路,驱动电路由驱动芯片跟稳压电路组成,L298N是一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装,主要特点是:工作电压高,最高工作电压可达46V;输出电流大,瞬间峰值电流可达3A,持续工作电流为2A;额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载;采用标准逻辑电平信号控制;具有两个使能控制端。
使用L298N芯片驱动电机,该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,4管脚VS接2.5到46的电压,它是用来驱动电机的, 9管脚是用来接4.5到7V的电压的,它是用来驱动L298芯片的, L298需要从外部接两个电压,一个是给电机的,另一个给L298芯片的 6和11引脚是它的使能端,一个使能端控制一个电机,至于那个控制那个你自L298N 是一种二相和四相电机的专用驱动器,即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V、2A以下的电机。1、15、8管脚接地,4管脚跟对电路起保护作用的反接8个二极管相连后接到+9V,9管脚接+5V, 5、7、10、12是L298N的信号输入端和单片机的IO口相接, 2、3,13、14是输出端和电机的两相分别相接,ENA与ENB为高电平时有效,原理图中ENA、ENB相连通过开关接到+5V即ENA 为IN1和IN2的使能端,ENB为IN3和IN4的使能端。
78L05组成跟电容组成了稳压电路,1管脚通过开关接到+9V、2管脚接地、3管脚输出+5V电压,DL1为指示灯。