步進(jìn)電機(jī)

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假定電機(jī)的起始狀態(tài)就如圖 9-4 所示,逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),起始時(shí)是 B 相繞組的開關(guān)閉合弃锐,B 相繞組導(dǎo)通般甲,那么導(dǎo)通電流就會(huì)在正上和正下兩個(gè)定子齒上產(chǎn)生磁性,這兩個(gè)定子齒上的磁性就會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子上的 0 和 3 號(hào)齒產(chǎn)生最強(qiáng)的吸引力,就會(huì)如圖所示的那樣,轉(zhuǎn)子的 0 號(hào)齒在正上、3 號(hào)齒在正下而處于平衡狀態(tài)勤晚;此時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)枉层,轉(zhuǎn)子的 1 號(hào)齒與右上的定子齒也就是 C 相的一個(gè)繞組呈現(xiàn)一個(gè)很小的夾角,2 號(hào)齒與右邊的定子齒也就是 D 相繞組呈現(xiàn)一個(gè)稍微大一點(diǎn)的夾角赐写,很明顯這個(gè)夾角是 1 號(hào)齒和 C 繞組夾角的 2 倍鸟蜡,同理,左側(cè)的情況也是一樣的挺邀。
接下來(lái)揉忘,我們把 B 相繞組斷開,而使 C 相繞組導(dǎo)通悠夯,那么很明顯癌淮,右上的定子齒將對(duì)轉(zhuǎn)子 1 號(hào)齒產(chǎn)生最大的吸引力,而左下的定子齒將對(duì)轉(zhuǎn)子 4 號(hào)齒沦补,產(chǎn)生最大的吸引力乳蓄,在這個(gè)吸引力的作用下,轉(zhuǎn)子 1夕膀、4 號(hào)齒將對(duì)齊到右上和左下的定子齒上而保持平衡虚倒,如此,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)了起始狀態(tài)時(shí) 1 號(hào)齒和 C 相繞組那個(gè)夾角的角度产舞。再接下來(lái)魂奥,斷開 C 相繞組,導(dǎo)通 D 相繞組易猫,過(guò)程與上述的情況完全相同耻煤,最終將使轉(zhuǎn)子
2、5 號(hào)齒與定子 D 相繞組對(duì)齊准颓,轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過(guò)了上述同樣的角度哈蝇。那么很明顯,當(dāng) A 相繞組再次導(dǎo)通攘已,即完成一個(gè) B-C-D-A 的四節(jié)拍操作后炮赦,轉(zhuǎn)子的 0、3 號(hào)齒將由原來(lái)的對(duì)齊到上下 2 個(gè)定子齒样勃,而變?yōu)榱藢?duì)齊到左上和右下的兩個(gè)定子齒上吠勘,即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)了一個(gè)定子齒的角度。依此類推峡眶,再來(lái)一個(gè)四節(jié)拍剧防,轉(zhuǎn)子就將再轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒的角度,8 個(gè)四節(jié)拍以后轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過(guò)完整的一圈辫樱,而其中單個(gè)節(jié)拍使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度就很容易計(jì)算出來(lái)了峭拘,即 360 度/(84)=11.25 度,這個(gè)值就叫做步進(jìn)角度。而上述這種工作模式就是步進(jìn)電機(jī)的單四拍模式——單相繞組通電四節(jié)拍棚唆。
我們?cè)賮?lái)講解一種具有更優(yōu)性能的工作模式,那就是在單四拍的每?jī)蓚€(gè)節(jié)拍之間再插入一個(gè)雙繞組導(dǎo)通的中間節(jié)拍心例,組成八拍模式宵凌。比如,在從 B 相導(dǎo)通到 C 項(xiàng)導(dǎo)通的過(guò)程中止后,假如一個(gè) B 相和 C 相同時(shí)導(dǎo)通的節(jié)拍瞎惫,這個(gè)時(shí)候,由于 B译株、C 兩個(gè)繞組的定子齒對(duì)它們附近的轉(zhuǎn)子齒同時(shí)產(chǎn)生相同的吸引力瓜喇,這將導(dǎo)致這兩個(gè)轉(zhuǎn)子齒的中心線對(duì)比到 B、C 兩個(gè)繞組的中心線上歉糜,也就是新插入的這個(gè)節(jié)拍使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)了上述單四拍模式中步進(jìn)角度的一半乘寒,即 5.625度。這樣一來(lái)匪补,就使轉(zhuǎn)動(dòng)精度增加了一倍伞辛,而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈則需要 8
8=64 拍了。另外夯缺,新增加的這個(gè)中間節(jié)拍蚤氏,還會(huì)在原來(lái)單四拍的兩個(gè)節(jié)拍引力之間又加了一把引力,從而可以大大增加電機(jī)的整體扭力輸出踊兜,使電機(jī)更“有勁”了竿滨。

讓電機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)

再重新看一下上面的步進(jìn)電機(jī)外觀圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:步進(jìn)電機(jī)一共有 5 根引線,其中紅色的是公共端捏境,連接到 5V 電源于游,接下來(lái)的橙、黃典蝌、粉曙砂、藍(lán)就對(duì)應(yīng)了 A、B骏掀,C鸠澈、D 相;那么如果要導(dǎo)通 A 相繞組截驮,就只需將橙色線接地即可笑陈,B 相則黃色接地,依此類推葵袭;再根據(jù)上述單四拍和八拍工作過(guò)程的講解涵妥,可以得出下面的繞組控制順序表,如表 9-1 所示:


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假如橙黃粉藍(lán)線依次接低4口坡锡,那編碼為0XE,0XC,0XD,0X9,0XB,0X3,0X7,0X6蓬网。讓某低四口依次變換此順序窒所,電機(jī)即可工作,反轉(zhuǎn)即是此順序反過(guò)來(lái)帆锋,但要注意吵取,每次變換的時(shí)間至少間隔1.8ms。這是電機(jī)反應(yīng)最快的時(shí)間锯厢。


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上面那個(gè)啟動(dòng)時(shí)間就是反應(yīng)時(shí)間皮官,單位是每秒脈沖數(shù),1/550=1.8ms实辑。還有就是這個(gè)點(diǎn)擊轉(zhuǎn)起來(lái)是不是有點(diǎn)慢捺氢,感覺這是不是出錯(cuò)了〖羟耍肯定地說(shuō)沒有摄乒,上面那種寫法是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈并不是外面軸轉(zhuǎn)一圈。
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看上圖可知婿奔,步進(jìn)電機(jī)有幾個(gè)齒輪來(lái)減速缺狠,再來(lái)看看上上圖的表中的減速比,1:64萍摊,這個(gè)就說(shuō)明是輪子轉(zhuǎn)64圈挤茄,軸才轉(zhuǎn)一圈。

驅(qū)動(dòng)

由于單片機(jī)的輸出電流過(guò)小冰木,無(wú)法直接帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)穷劈。所以要用達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器ULN2803。接法如下圖踊沸,還有一個(gè)針腳省略的是接GND歇终。c腳那邊是放大電流后的,接步進(jìn)電機(jī)逼龟。


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也可以用三極管做驅(qū)動(dòng)電路评凝。


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步進(jìn)電機(jī)的基本情況已經(jīng)介紹,接下來(lái)就是上程序腺律。

例子

#include<reg52.h>
void delay()   //2ms
{
    unsigned char x=200;
    while(x--);
}
int main (void)
{
    unsigned char table[]={0xfe,0xfc,0xfd,0xf9,0xfb,0xf3,0xf7,0xf6};
    unsigned char i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        P1=table[i];
        delay();
    }
    return 0;
}

步進(jìn)電機(jī)告一段落奕短。

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