微机控制技术微机控制技术内容提要一步进电机简介二步进电机原理介绍三步进电机的驱动原理四国内外发展概况与趋势一步进电机简介一步进电机简介☆步进电动机的定义：是一种专门用于速度和位置精确控制的特种电机，它旋转是以固定的角度（称为步距角）一步一步运行的，故称步进电机。☆步进电动机构造：由转子（转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承），定子（绕组、定子铁芯），前后端盖等组成。最典型两相混合式步进电机的定子有8个大齿，40个小齿，转子有50个小齿；三相电机的定子有9个大齿，45个小齿，转子有50个小齿。微机控制技术步进电机的特点1.一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积；2.步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点；3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。4.空载启动频率：即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。5.低频振动特性：步进电动机以连续的步距状态边移动边重复运转。其步距状态的移动会产生1步距响应。微机控制技术☆步进电机的优点(1)与负载无关:不超载时步进电机能够按照设定的速度运行;(2)动态响应快:易于启动、停止和反转;(3)保持转矩:停止时能够自锁;(4)无累积误差:虽然步进电机每转动一步的角位移与标称的步距角具有一定的误差(3一5%),但是转动一周后累积的误差和为零。(5)步距角与环境无关:步进电机的固有步距角是由本身构造决定的,与温度、电压、电流等使用环境无关。(6)易于控制:只需控制脉冲的频率和个数,即可达到定位、调速目的。(7)价格低廉。☆步进电机的缺点：(l)低速转动时振动和噪声都比较大;(2)输出力矩随着转动速度的升高而降低;(3)启动频率不能太高,否则会堵转并伴随有呼啸声;(4)速度突变较大时存在丢步和过冲现象;(5)最高运动速度较低,且高速运转时输出力矩小；(6)开环控制,不能保证实际转动的角度与设想的完全一致。一步进电机工作原理步进电机原理图微机控制技术步进电机是一种感应电机，以两相步进电机为例，它有两个绕组，当一个绕组通电后，其定子磁极产生磁场，将转子吸合到此磁极处。若绕组在控制脉冲的作用下，通电方向为AA-BB-AA-BB四个状态周而复始的变化时，电机就逆时针转动。控制作用脉冲每作用一次，通电方向就变化一次，使电机转动一步，4个脉冲，电机转动一圈。脉冲频率越高，电机转动越快。二步进电机驱动原理微机控制技术步进电机控制系统的组成步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电，控制电机转动。（1）步进控制器①包括：缓冲寄存器、环形分配器、控制逻辑及正、反转向控制门等。②作用:把输入脉冲转换成环型脉冲，以控制步进电机的转向。③采用计算机控制系统，由软件代替步进控制器。优点：线路简化，降低成本降低，可靠性提高。灵活改变步进电机的控制方案，使用起来很方便。（2）功率放大器把环型脉冲放大，以驱动步进电机转动。微机控制技术二步进电机驱动原理微机控制技术可以克服步进电机高速起停时存在的堵转、丢步或者过冲等问题,使步进电机转动得更加平稳、定位更加精确。改进方法可以大大减少低速转动时的振动和噪音,还可以起到减小步距角、提高分辨率、增大输出力矩的效果;微机控制技术正弦细分驱动技术步进电机的工作原理本质上靠励磁绕组产生的旋转的合磁场带动转子做同步运动，由于励磁绕组通电之后产生磁通量正比于电流的大小,因而只要控制流过各个绕组的电流的大小和方向就可以控制步进电机各个绕组产生的合磁场的大小和方向。工作在细分状态下就需要精确控制流过绕组电流的大小。仍以二相步进电机为例，当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B相磁板中间，如图。若通电方向顺序按照AA→AA+BB→BB→BB+AA→AA→AA+BB→BB→BB+AA8个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。为了保证电机输出的力矩均匀，A、B相线圈电流的大小也要调整，使A、B相产生的合力在每个位置相同，如图1所示为4细分时A、B相线圈电流的关系。A、B相线圈电流大小与转角关系如图2所...
