两相混合式步进电机实验
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步进电机实验
实验目的
步进电机
学会对通用步进电动机驱动器的设定 通过PLC控制步进电机的实训。
工作原理
步进电动机
1）步进电动机是将输入的电脉冲信号转换成角位 移的特殊同步电动机，它的特点时每输入一个电脉冲， 电动机转子便转动一步，转一步的角度称为步距角， 步距角愈小，表明电机控制的精度愈高。由于转子的 角位移与输入的电脉冲个数成正比，因此电动机转子 转动的速度便与电脉冲频率成正比。改变通电频率， 即可改变转速。改动电机各相绕组通电的顺序（即相 序）即可改变电动机的转向。如果不改变绕组通电的 状态，步进电动机还具有自锁能力（即能抵御负载的 波动，而保持位置不变），而且从理论上说其步距误 差也不会积累。因此步进电动机主要用于开环控制系 统的进给驱动。步进电动机的主要缺点是在大负载和 高转速情况下，会产生失步，同时输出的功率也不够 大。
恒相电流PWM控制（H桥双极）
励磁方式
整步，半步，4、8、16、32、64细分（七种）
输入信号 光电隔离，（共阳单脉冲接口），提供“0”信号输入 （参见图6-1） 信号包括：步进脉冲、方向变换和脱机保持等三个
2）步进电动机驱动器接线图
步进驱动器接线图如图1-2所示，输入接线口电路图 1-3所示。
图1-2 步进驱动器接线图
2) 步进电动机按工作原理分类由可分为磁阻式 （即反应式）、永磁式和混合式（兼有永磁和磁 阻）三种。按绕组相数又可分为两、三、四、五 等不同的相数，按电压等级又可分为24V、30V、 80V、80V/12V、80V/18V等。（工作原理可 参见附录I）
3）本实验采用的步进电动机为两相混合式步 进电动机，电压为10～40V。其型号为 42BYGH5403其技术参数如表1-1所示
细分等级选择见表1-3
1
2
ON ON
OFF ON
3
1
2
ON 保留 ON OFF
ON 64细分 OFF OFF
3 ON 32细分
ON 16细分
1
2
3
1
2
3
ON ON OFF 8细分 ON OFF OFF 半步
OFF ON OFF 4细分 OFF OFF OFF 整步
谢谢观看！
步进电机驱动器
1）驱动器型号为SH—20403，它是两相混合式步 进电动机细分驱动器，它的特点是能适应较宽电压范 围10V～40VDC（容量30VA），采用恒电流控制， 它的电气性能如表1-2所示。
供电电源
10V～40VDC（30VA）
输出电流
峰值3A/相（Max）（由面板拨码开关设定）
驱动方式
图1-3 输入接口电路
3）输入信号说明： ①公共端：本驱动器的输入信号采用共阳极接线方式，用户应
将输入信号的电源正极连接到该端子上，将输入的控制信号连接 到对应的信号端子上。控制信号低电平有效，此时对应的内部光 耦导通，控制信号输入驱动器中。
②脉冲信号输入：共阳极时该脉冲信号下降沿被驱动器解释为 一个有效脉冲，并驱动电机运行一步。为了确保脉冲信号的可靠 响应，共阳极时脉冲低电平的持续时间不应少于。本驱动器的信 号响应频率为70KHz，过高的输入频率将可能得不到正确响应。
③方向信号输入：该端信号的高电平和低电平控制电机的两个 转向。共阳极时该端悬空被等效认为输入高电平。控制电机转向 时，应确保方向信号领先脉冲信号至少建立，可避免驱动器对脉 冲的错误响应。
④脱机信号输入：该端接受控制机输出的高/低电平信号，共 阳极时低电平时电机相电流被切断，转子处于自由状态（脱机状 态）。共阳极时高电平或悬空时，转子处于锁定状态。
4)输出电流选择
输出电流选择见表1-2
5
6
ON ON
OFF ON
7
5wk.baidu.com
6
7
ON 0.9A ON OFF ON 1.5A
ON 2.1A OFF OFF ON 2.7A
5
6
7
5
6
7
ON ON OFF 1.2A ON OFF OFF 1.8A
OFF ON OFF 2.4A OFF OFF OFF 3A
4)细分等级选择
表1-1 42BYGH5403型两相混合式步进电动机技术参
型号
数
相数
步距角 （°）
电流 （A）
静力矩 定位力矩 转动惯量 (Kg.cm) （g.cm） g•cm2
引线数
重量 g
42BYGH 5403
2
1.8 1.8
5.0
260
68
4 340
4）步进电动机A、B两相绕组的接线端如图1-1所示。
图1-1步进电动机接线端
实验目的
步进电机
学会对通用步进电动机驱动器的设定 通过PLC控制步进电机的实训。
工作原理
步进电动机
1）步进电动机是将输入的电脉冲信号转换成角位 移的特殊同步电动机，它的特点时每输入一个电脉冲， 电动机转子便转动一步，转一步的角度称为步距角， 步距角愈小，表明电机控制的精度愈高。由于转子的 角位移与输入的电脉冲个数成正比，因此电动机转子 转动的速度便与电脉冲频率成正比。改变通电频率， 即可改变转速。改动电机各相绕组通电的顺序（即相 序）即可改变电动机的转向。如果不改变绕组通电的 状态，步进电动机还具有自锁能力（即能抵御负载的 波动，而保持位置不变），而且从理论上说其步距误 差也不会积累。因此步进电动机主要用于开环控制系 统的进给驱动。步进电动机的主要缺点是在大负载和 高转速情况下，会产生失步，同时输出的功率也不够 大。
恒相电流PWM控制（H桥双极）
励磁方式
整步，半步，4、8、16、32、64细分（七种）
输入信号 光电隔离，（共阳单脉冲接口），提供“0”信号输入 （参见图6-1） 信号包括：步进脉冲、方向变换和脱机保持等三个
2）步进电动机驱动器接线图
步进驱动器接线图如图1-2所示，输入接线口电路图 1-3所示。
图1-2 步进驱动器接线图
2) 步进电动机按工作原理分类由可分为磁阻式 （即反应式）、永磁式和混合式（兼有永磁和磁 阻）三种。按绕组相数又可分为两、三、四、五 等不同的相数，按电压等级又可分为24V、30V、 80V、80V/12V、80V/18V等。（工作原理可 参见附录I）
3）本实验采用的步进电动机为两相混合式步 进电动机，电压为10～40V。其型号为 42BYGH5403其技术参数如表1-1所示
细分等级选择见表1-3
1
2
ON ON
OFF ON
3
1
2
ON 保留 ON OFF
ON 64细分 OFF OFF
3 ON 32细分
ON 16细分
1
2
3
1
2
3
ON ON OFF 8细分 ON OFF OFF 半步
OFF ON OFF 4细分 OFF OFF OFF 整步
谢谢观看！
步进电机驱动器
1）驱动器型号为SH—20403，它是两相混合式步 进电动机细分驱动器，它的特点是能适应较宽电压范 围10V～40VDC（容量30VA），采用恒电流控制， 它的电气性能如表1-2所示。
供电电源
10V～40VDC（30VA）
输出电流
峰值3A/相（Max）（由面板拨码开关设定）
驱动方式
图1-3 输入接口电路
3）输入信号说明： ①公共端：本驱动器的输入信号采用共阳极接线方式，用户应
将输入信号的电源正极连接到该端子上，将输入的控制信号连接 到对应的信号端子上。控制信号低电平有效，此时对应的内部光 耦导通，控制信号输入驱动器中。
②脉冲信号输入：共阳极时该脉冲信号下降沿被驱动器解释为 一个有效脉冲，并驱动电机运行一步。为了确保脉冲信号的可靠 响应，共阳极时脉冲低电平的持续时间不应少于。本驱动器的信 号响应频率为70KHz，过高的输入频率将可能得不到正确响应。
③方向信号输入：该端信号的高电平和低电平控制电机的两个 转向。共阳极时该端悬空被等效认为输入高电平。控制电机转向 时，应确保方向信号领先脉冲信号至少建立，可避免驱动器对脉 冲的错误响应。
④脱机信号输入：该端接受控制机输出的高/低电平信号，共 阳极时低电平时电机相电流被切断，转子处于自由状态（脱机状 态）。共阳极时高电平或悬空时，转子处于锁定状态。
4)输出电流选择
输出电流选择见表1-2
5
6
ON ON
OFF ON
7
5wk.baidu.com
6
7
ON 0.9A ON OFF ON 1.5A
ON 2.1A OFF OFF ON 2.7A
5
6
7
5
6
7
ON ON OFF 1.2A ON OFF OFF 1.8A
OFF ON OFF 2.4A OFF OFF OFF 3A
4)细分等级选择
表1-1 42BYGH5403型两相混合式步进电动机技术参
型号
数
相数
步距角 （°）
电流 （A）
静力矩 定位力矩 转动惯量 (Kg.cm) （g.cm） g•cm2
引线数
重量 g
42BYGH 5403
2
1.8 1.8
5.0
260
68
4 340
4）步进电动机A、B两相绕组的接线端如图1-1所示。
图1-1步进电动机接线端