两相步进电机驱动器工作原理 1. 步进电机的工作原理 该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图 1 是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图 1 四相步进电机步进示意图 开始时,开关 SB 接通电源,SA、SC、SD 断开,B 相磁极和转子 0、3 号齿对齐,同时,转子的 1、4 号齿就和 C、D 相绕组磁极产生错齿,2、5 号齿就和 D、A 相绕组磁极产生错齿。 当开关 SC 接通电源,SB、SA、SD 断开时,由于 C 相绕组的磁力线 号齿之间磁...
两相步进电机驱动器工作原理 1. 步进电机的工作原理 该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图 1 是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图 1 四相步进电机步进示意图 开始时,开关 SB 接通电源,SA、SC、SD 断开,B 相磁极和转子 0、3 号齿对齐,同时,转子的 1、4 号齿就和 C、D 相绕组磁极产生错齿,2、5 号齿就和 D、A 相绕组磁极产生错齿。 当开关 SC 接通电源,SB、SA、SD 断开时,由于 C 相绕组的磁力线 号齿和 C 相绕组的磁极对齐。而 0、3 号齿和 A、B 相绕组产生错齿,2、5 号齿就和 A、D 相绕组磁极 产生错齿。依次类推,A、B、C、D 四相绕组轮流供电,则转子会沿着 A、B、C、D 方向转动。 四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图 2.a、b、c 所示: 图 2.步进电机工作时序波形图 2.基于 AT89C2051 的步进电机驱动器系统电路原理 图 3 步进电机驱动器系统电路原理图 AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7 输出,经74LS14 反相后进入9014,经 9014放大后控制光电开关,光电隔离后,由功率管 TIP122 将脉冲信号进行电压和电流放大,驱动步进电机的各相绕组。使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。图中 L1 为步进电机的一相绕组。AT89C2051 选用频率 22MHz 的晶振,选用较高晶振的目的是为了在方式 2 下尽量减小 AT89C2051 对上位机脉冲信号周期的影响。 图 3 中的 RL1~RL4 为绕组内阻,50电阻是一外接电阻,起限流作用,也是一个改善回路时间常数的元件。D1~D4 为续流二极管,使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管(D1~D4)而衰减掉,从而保护了功率管 TIP122 不受损坏。 在 50外接电阻上并联一个 200F 电容,可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿,提高了步进电机的高频性能。与续流二极管串联的 200电阻可减小回路的放电时间常数,使绕组中电流脉冲的后沿变陡,电流下降时间变小,也起到提高高频工作性能的作用。 3.软件设计 该驱动器根据拨码开关 KX、KY 的不同组合有三种工作方式供选择: 方式 1 为中断方式:P3.5(INT1)为步进脉冲输入端,P3.7 为正反转脉冲输入端。上位机(PC 机或单片机)与驱动器仅以 2 条线 为串行通讯方式:上位机(PC 机或单片机)将控制命令发送给驱动器,驱动器根据控制命令自行完成有关控制过程。