机械网--步进电机控制技术(基于MCU和DSP)

基于MCU和DSP的步进电机控制技术步进电机已渗透入我们生活的各个方面，本文介绍了1些重要的步进电机相干技术哪些情况可进行行政强拆，为开发人员基本了解步进电机的工作原理提供了足够的信息，同时也介绍了用微控制器或数字信号处理器控制步进电机的方法。 步进电机也叫步进器，它利用电磁学原理，将电能转换为机械能，人们早在20世纪20年代就开始使用这类电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行，步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是文娱业中，只要需要把某件物体从1个位置移动到另外1个位置，步进电机就1定能派上用途。步进电机有许多种形状和尺寸，但不论形状和尺寸如何，它们都可以归为两类：可变磁阻步进电机和永磁步进电机。本文重点讨论更加简单也更常常使用的永磁步进电机。 步进电机的构造 如图1所示，步进电机是由1组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常情况下，1根绕成圈状的金属丝叫做螺线管，而在电机中，绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。如果线圈中电流的流向如图1所示，并且我们从电机顶部向下看齿槽的顶部，那么电流在绕两个齿槽按逆时针流向活动。根据安培定律和右手准则，这样的电流会产生1个北极向上的磁场。 图1：具有双齿槽和单绕组的定子现在假定我们构造1个定子上缠绕有两个绕组的电机，内置1个能够绕中心任意转动的永久磁铁，这个可旋转部分叫做转子。图2给出了1种简单的电机，叫做双相双极电机，由于其定子上有两个绕组，而且其转子有两个磁极。如果我们按图2a所示方向给绕组1输送电流，而绕组2中没有电流流过，那么电机转子的南极就会自然地按图中所示，指向定子磁场的北极。图2：双相双极电机再假定我们切断绕组1中的电流，而按图2b所示方向给绕组2输送电流，那么定子的磁场就会指向左侧，而转子也会随之旋转，与定子磁场方向保持1致。 接着，我们再将绕组2的电流切断，依照图2c的方向给绕组1输送电流，注意：这时候候绕组1中的电流流向与图2a所示方向相反。因此定子的磁场北极就会指向下，从而导致转子旋转，其南极也指向下方。 然后我们又切断绕组1中的电流，依照图2d所示方向给绕组2输送电流，因此定子磁场又会指向右侧，从而使得转子旋转，其南极也指向右侧。 最后，我们再1次切断绕组2中的电流拆迁评估下来不对怎么办，并给绕组1输送如图2a所示的电流，这样，转子又会回到原来的位置。 至此，我们对电机绕组完成了1个周期的电鼓励，电机转子旋转了1整圈。也就是说，电机的电频率等于它转动的机械频率。 如果我们用1秒钟顺序完成了图2所示的这4个步骤，那么电机的电频率就是1Hz。其转子旋转了1周，因此其机械频率也是1Hz。总之，1个双相步进电机的电频率和机械频率之间的关系可以用下式表示： fe=fm*P/2 (1) 其中，fe代表电机的电频率，fm代表其机械频率，而P则代表电机转子的等距磁极数。 从图2中我们还可以看出，每步操作都会使转子旋转90°，也就是说，1个双相步进电机每步操作酿成的旋转度数可由下式表示： 1 step= 180°/P (2) 由等式(2)可知，1个双极电机每动作1次可以旋转180°/2=90°，这与我们在图2中看到的情形正好符合。另外，该等式还表明，电机的磁极数越多，步进精度就越高。常见的是磁极数在12和200个之间的双相步进电机，这些电机的步进精度在15°和 0.9°之间。 图3给出的例子是1个双相、6极步进电机，其中包括3个永久磁铁，因此有6个磁极。第1步，如图3a所示，我们给绕组1施加电压，在定子中产生1个北极指向其顶部的磁场，因此，转子的南极(图3a中红色的“S”1端)转向了该图的上方。接着，在图3b中，我们给绕组2施加电压，定子中产生1个北极指向其左侧的磁场。因此，转子的1个距离最近的南极转向了图的左方，即转子顺时针转动了30°。第3步，在图3c中，我们又向绕组1施加1个电压，在定子中产生1个北极指向图下方的磁场，从而又使转子顺时针旋转30°到达图3c所示的位置。而在图3d中，我们给绕组2施加电压，在定子中产生1个北极指向定子右侧的磁场，再1次使转子顺时针旋转30°，到达图3d所示的位置。最后，我们再向绕组1施加电压，产生1个如图3a所示的北极指向定子上方的磁场，使得转资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章