步进电机课件

步进电机的种类
• 目前常用的步进电机有三类：
1、反应式步进电动机（VR）。
采用高导磁材料构成齿状转子和定子，其结构简单，生产 成本低，步距角可以做的相当小，但动态性能相对较差。
2、永磁式步进电动机（PM）。
转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁，在其外侧配置齿状定 子。用转子和定子之间的吸引和排斥力产生转动，转动步的角 度一般是7.50。它的出力大，动态性能好；但步距角一般比较 大。
由于步进电机的驱动电流较大，所以微型机与步进电 机的连接都需要专门的接口及驱动电路。
➢ 接口电路可以是锁存器，可以是可编程接口芯片，如8255、 8155等。
➢ 驱动器可用大功率复合管，也可以是专门的驱动器。
5.步进电机驱动电路
6.LUN2003步进电机接线图
步进电机与微型机接口电路之一
步进电机与微型机接口电路之二
步进电机特点
✓ 不需要反馈，控制简单。 ✓ 没有转向器等机械部分，不需要保养，故造价较低。 ✓ 根椐给定的脉冲周期，能够以任意速度转动。 ✓ 停止时也可保持转距。 ✓ 即使没有传感器，也能精确定位。 难以获得较大的转矩 不宜用作高速转动 在体积重量方面没有优势，能源利用率低。 超过负载时会破坏同步，速工作时会发出振动和噪声。
a 单四拍
b 双四拍
c 八拍
3.步进电机相关概念
➢ 相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
➢ 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示， 或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相 四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-ABB-BC-C-CD-D-DA-A.
由于步进电机运行时功率较大，可在微型机与驱动器之间增加一级光电隔离器， 以防强功率的干扰信号反串进主控系统。
电路原理图及程序设计 详见实例
2.四相步进电机结构图
➢ 开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对 齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、 A相绕组磁极产生错齿。
➢ 当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号 齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、 3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。 依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方 向转动。
➢ 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。 θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为 50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度 （俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度 （俗称半步）。
4.步进电机与微型机的接口电路
3、混合步进电动机（HB）。
这是PM和VR的复合产品，其转子采用齿状的稀土永磁材 料，定子则为齿状的突起结构。此类电机综合了反应式和永磁 式两者的优点，步距角小，出力大，动态性能好，是性能较好 的一类步进电动机，在计算机相关的设备中多用此类电机。
1.步进电机结构图
➢ 通过上图可知，A，~A是联通的，B和~B是联通。那么，A和~A 是一组a，B和~B是一组b。
➢ 不管是两相四线，四相五线，四相六线步进电机。内部构造都是 如此。至于究竟是四线，五线，还是六线。就要看A和~A之间， B和B~之间有没有公共端com抽线。如果a组和b组各自有一个 com端，则该步进电机六线，如果a和b组的公共端连在一起，则 是5线的。
➢ 要弄清步进电机如何接线，只需把a组和b组分开。用万用表打。
步进电机原理及应用培训
李磊
概述
• 步进电机是一种能够将电脉冲信号转换 成角位移或线位移的机电元件。使用多相 步进电动机时，单路电脉冲信号可先通过 脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功 率放大后分别送入步进电动机各相绕组。 每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机各 相的通电状态就发生变化，转子会转过一 定的角度（称为步距角）。
• 四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作 方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方 式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高 的转动力矩又可以提高控制精度。
• 单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图