51单片机实战教程(33 步进电机的驱动与控制)

步进电机虽然同为电机的一种,但不能像直流电机或者交流电机那样按额定电压与电流给线圈通上直流或交流电机就可正常运转。它需要专用的驱动器或驱动电路供电,才可正常工作。每给驱动器一个脉冲信号,电机就转动一定角度,我们称之为步进,具有这个特性的电机就是步进电机。当驱动器的细分为一时,每给驱动器一个脉冲信号步进电机所转动的角度称为步进角。步进电机的步进特性决定于电机转子与定子的特殊构造。步进电机分三种:永磁式、反应式、混合式。用得最多的是两相混合式步进电机。两相混合式步进电机的步进角一般为1.8度。

两相混合式步进电机按安装座尺寸又分42,57,86等,42步进电机是指其安装座的尺寸为:42mmX42mm,57步进电机是指其安装座的尺寸为:57mmX57mm。一般情况下安装座尺寸越大其输出扭矩越大,工作电流也越大。购买电机时重点关注电机的输出扭矩,工作电流,步进角,最大转速等(电压不是特别关注的参数,一般24V~48V供电都不会有问题),其次是外型尺寸。一般的步进电机厂商都可提供类似于下表的电气特写参数:

步进驱动器是连接步进电机与控制器的重要器件。一般都有输出电流设置,细分设置功能。两相混合步进驱动器,外型一般如下:

从指示灯可以看出驱动器的工作状态。6个信号 输入口用于输入控制逻辑信号,一般是与内部通过光偶隔离,接的是光耦的输入端,有共正+(所有逻辑信号的正并在一起接逻辑信号电源的正极,如+5V端),共负(所有逻辑信号的负并在一起接与逻辑信号电源的GND相连)两种接法。购买时,需了解控制逻辑信号的输入电压及电流,特别是用51单片机控制需防止输入信号的驱动能力不足。如果用51单片机直接控制,建议买支持输入控制信号电平5V的驱动器,并采用共正接法,因为一般51单片机的上拉能力有限,而下拉能力较强。控制脉冲信号用于使步进电机转动,方向控制信号,通过电平切换改变步进电机转动方向。使能信号的电平高低变化使电机的其他输入有效或无效切换,如,正常情况下电机在停转时,一般处于半流锁定状态,这是我们想手动转动电机轴,就需通过使能信号变化使电机失能(disable)。方向信号电平变化时步进电机的转向改变。直流电源接口提供驱动器的电源,电机运转所需的电能也由此输入。A+/A-, B+/B-分别接两相混合式步进电机的两相绕组输入。A接一绕组的两端,B接一绕组的两端,没用正负之分。如果需改变电机的初始转向,仅需将任意一绕组的两条线互换位置接好即可。通过拨码开关设置匹配步进电机额定电流。通过拨码开关设置细分,实现电机有较好的运行稳定性,并实现电子变速。

控制逻辑信号可以由PLC提供也可以由单片机提供。如果用单片机控制,控制单一电机,我觉得用PWM做脉冲发生器方便些;控制多个电机做复合远动,如点胶及工作台控制,用定时中断改变电平产生脉冲,感觉更方便些。

版权声明:本文为CSDN博主「Bill66」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/billliu66/article/details/122368595

步进电机虽然同为电机的一种,但不能像直流电机或者交流电机那样按额定电压与电流给线圈通上直流或交流电机就可正常运转。它需要专用的驱动器或驱动电路供电,才可正常工作。每给驱动器一个脉冲信号,电机就转动一定角度,我们称之为步进,具有这个特性的电机就是步进电机。当驱动器的细分为一时,每给驱动器一个脉冲信号步进电机所转动的角度称为步进角。步进电机的步进特性决定于电机转子与定子的特殊构造。步进电机分三种:永磁式、反应式、混合式。用得最多的是两相混合式步进电机。两相混合式步进电机的步进角一般为1.8度。

两相混合式步进电机按安装座尺寸又分42,57,86等,42步进电机是指其安装座的尺寸为:42mmX42mm,57步进电机是指其安装座的尺寸为:57mmX57mm。一般情况下安装座尺寸越大其输出扭矩越大,工作电流也越大。购买电机时重点关注电机的输出扭矩,工作电流,步进角,最大转速等(电压不是特别关注的参数,一般24V~48V供电都不会有问题),其次是外型尺寸。一般的步进电机厂商都可提供类似于下表的电气特写参数:

步进驱动器是连接步进电机与控制器的重要器件。一般都有输出电流设置,细分设置功能。两相混合步进驱动器,外型一般如下:

从指示灯可以看出驱动器的工作状态。6个信号 输入口用于输入控制逻辑信号,一般是与内部通过光偶隔离,接的是光耦的输入端,有共正+(所有逻辑信号的正并在一起接逻辑信号电源的正极,如+5V端),共负(所有逻辑信号的负并在一起接与逻辑信号电源的GND相连)两种接法。购买时,需了解控制逻辑信号的输入电压及电流,特别是用51单片机控制需防止输入信号的驱动能力不足。如果用51单片机直接控制,建议买支持输入控制信号电平5V的驱动器,并采用共正接法,因为一般51单片机的上拉能力有限,而下拉能力较强。控制脉冲信号用于使步进电机转动,方向控制信号,通过电平切换改变步进电机转动方向。使能信号的电平高低变化使电机的其他输入有效或无效切换,如,正常情况下电机在停转时,一般处于半流锁定状态,这是我们想手动转动电机轴,就需通过使能信号变化使电机失能(disable)。方向信号电平变化时步进电机的转向改变。直流电源接口提供驱动器的电源,电机运转所需的电能也由此输入。A+/A-, B+/B-分别接两相混合式步进电机的两相绕组输入。A接一绕组的两端,B接一绕组的两端,没用正负之分。如果需改变电机的初始转向,仅需将任意一绕组的两条线互换位置接好即可。通过拨码开关设置匹配步进电机额定电流。通过拨码开关设置细分,实现电机有较好的运行稳定性,并实现电子变速。

控制逻辑信号可以由PLC提供也可以由单片机提供。如果用单片机控制,控制单一电机,我觉得用PWM做脉冲发生器方便些;控制多个电机做复合远动,如点胶及工作台控制,用定时中断改变电平产生脉冲,感觉更方便些。

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