《步进电机报告》word版

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1、步进电机控制仪步进电机控制仪步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位

2、移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机的静态指标术语相数：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-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.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

3、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）。定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过分采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。步进电机的一些特点

4、：　　1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。　　2．步进电机外表允许的最高温度。　　步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。　　3．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。　　当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电

5、流减小，从而导致力矩下降。　　4．步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。　　步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。　　步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步

6、进电机将会在更多的领域得到应用。一、步进电机模块简介1、步进电机性能指标2相6线式步进电机步距角7.5度工作电压12V（实验时也可以用5V供电，只是力矩变小）额定静力矩＞240g/cm动力矩＞80g/cm外形：φ35×15mm步进电机结构则如图2所示包含两组带有中间抽头的线圈，A-COM1-C为一组，B-COM2-D为另一组。整个电机共有六条线与步进电机模块J3连接。2、步进电机模块的工作原理：步进电机模块中使用的驱动芯片为ULN2003A，它是集电极开路输出的功率反相器，并且每个输出端都有一个连接到共同端（COM）的二极管，为

7、断电后的电机绕组提供一个放电回路，起放电保护作用。内部逻辑如图3所示。因此，ULN2003A非常适合驱动小功率的步进电机。步进电机模块原理图如图4所示。单片机的P1.0-P1.3输出的脉冲信号经J2送到ULN2003A的IN1-IN4输入端，经ULN2003A放大和倒相后的输出脉冲信号通过J3来驱动步进电机作相应的操作。ULN2003A的COM端和步进电机的COM1、COM2连接到VCC。D1-D4发光二极管可以同步显示驱动步进电机的脉冲信号。二极管D5起外接电源极性保护作用。例如：当单片机的P1.0输出高电平时，ULN2003

8、A的IN1输入端则为高电平，经过ULN2003A放大和倒相后在OUT1输出端输出低电平，使步进电机的A相得电旋转一个步距角，同时D1也被点亮。3、与ME300系列开发板上的连接方法使用伟纳定做的20CM杜邦头实验连接线，可以很方便的将ME300B与步进电机模块连