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1、步進馬達簡介馬達在工廠自動化中扮演著十分重要的角色，馬達的種類由結構上與控制方法上可分成直流馬達、交流馬達、伺服馬達以及步進馬達。其中若以動力輸出的觀點而言，直流馬達、交流馬達有較佳的動力輸出；但若以控制精度的方向來看，則伺服馬達及步進馬達應該是較佳的選擇。1.步進馬達必須加驅動電路才能轉動，驅動電路的信號輸出端，必須輸入脈波信號，若無脈波輸入時，則轉子保持一定的位置，維持靜止狀態；反之，若加入適當的脈波信號時，則轉子是以一定的角度（稱為步角）轉動。故若加入連續脈波時，則轉子旋轉的角度與脈波頻率成正比。2.步進馬達的一步角一般為1.8度，及一周為3
2、60度，需要200步進才完成1轉。3.步進馬達具有瞬間啟動與急速停止之優越特性。4.改變線圈激磁的順序，可以較輕易的改變馬達的轉動方向。步進馬達依照靜子線圈的相數多寡可分為單相、雙相、三相、四相和五相等。一般小型的步進馬達以四相式為準，這類的馬達在定字上有四組相對應的線圈，分別提供相差90度相位的電力。當馬達單相激磁時，這四組線圈可在各相的對應處停住轉子，當下一個脈衝來到時，轉子轉動一個角度，這種角度稱為步進角。步進角的計算公式如下：步進角=360度/寸動數=360度/（相數X轉子齒數）寸動數：步進馬達每週所轉動的步數，就是相數和轉子齒數的乘積。步
3、進馬達的激磁方式可依靜子線圈產生磁場的方向分為單極激磁和雙極激磁，在此我們只介紹單極激磁。如前面圖4-6.4即為四相步進馬達的單極激磁驅動電路；單極激磁依各相之間激磁順序的不同，可分為一相激磁、二相激磁及一、二相激磁三種。1.一相激磁每次只有一個相機磁，因此稱為一相激磁。若要步進馬達反轉，只要將推動順序反過來就可以了。圖（a）,—相激磁為任何時間，只有一組定子線圈激磁中激磁相序依A（①1）、B（①2）、'A（①3）、'B（①4）,則步進馬達順時鐘（CW）轉動.圖（b）中激磁相序依'B（①4）、'A（①3）、B（①2）、A（①1）,則步進馬達逆時鐘（
4、CCW）轉動.使用1相激磁方式所驅動的步進馬達其輸出扭力（TORQUE）較小.话入瓯波A（＞1）B（*2）00L4oopF000110001000厂oooprjooopr1oo
5、a）順睹绩右向（CWI井入皈波1!12k13Li412tI31i4hi1d2kCu010001Io00C01Io00"11000A(»3)0cT000[11000TR(e*)010001I0000（"車持幢方向（GCW）2.二相激磁二相激磁脈衝信號的推動順序，每走一步都有兩極同時激磁，二相激磁同時有二組定子線圈激磁，因此所產生的轉矩比一相激磁的轉矩大。圖(a)中激磁相序依(
6、A,B),(B,'A),('A,'B),('B,A),每次均有兩相同時激磁,波形正緣依A,B,'A,'B順序變動,則步進馬達依順時鐘方向轉動.圖(b)中激磁相序依('B,'A),('A,B),(B,A),(A,'B),('B,'A)，波形正緣依'B,'A,B,A順序變動,則步進馬達為逆時鐘方向轉動.使用2相激磁方式驅動，步進馬達的輸出扭力比1相激磁大,4相步進馬達通常使用此種方式驅動.(对頰時■方向4禾•肿■打】1,穴T：:0011(b)逆時鏈方向1.—、二相激磁一二相激磁脈衝信號的推動順序，這種方法是一相激磁和二相激磁的混合方式。他的最大的優點在
7、於步進馬達每走一步的步進角為前兩種激磁方式的一半，因而得到更小的步進角。1-2相激磁採用1相激磁、2相激磁交替使用，此種方式驅動步進馬達可達到半步控制以增加步進馬達的定位解析度，例如每轉一圈為200步(步進角1.8度)的步進馬達，若採用1-2相激磁方式驅動，則旋轉一圈變成400步,步進角度變成0.9度.圖(a)中激磁相序為('B,A),(A),(A,B),(B),(B,'A),(、A),('A,'B),(、B),每8步一循環,步進馬達依順時鐘方向轉動.圖(b)為逆時鐘轉動，激磁相序相反.B(*g)00■00o—001A(♦3)000011113o0
8、03<*4)in0000011100•t1相i)ti方向4142卜i3tI4
9、12!Iq714414AIi2A(•T)100000*B(♦2)000000—0A(♦3)0000111°0003(*4)00I1*V0□0ovry•-L相彳1相w步進馬達的運轉原理：如圖4-6.1為四相式步進馬達的基本構造圖。中間轉子由永久磁鐵所構成，左邊為N極，另一邊為S極。定子有四組線圈，分別為A、-A、B及-B,各線圈的C端共接電源正極，另一端經由開關接在電源的負極，如圖4-6.2。圏4葛.1步進薦建的基本椿造国當我們把開關S1按下，則線圈A通入電流，產生N極磁
10、場，因為磁場同性相斥、異性相吸，使轉子的S極被A極吸引過來。其次，放掉開關S1,並且立刻按下開關S2,則A極的磁場消失，B
