单片机控制步进电机调速实验

单片机控制步进电机调速实验

ID:39554456

大小:724.50 KB

页数:11页

时间:2019-07-06

单片机控制步进电机调速实验_第1页
单片机控制步进电机调速实验_第2页
单片机控制步进电机调速实验_第3页
单片机控制步进电机调速实验_第4页
单片机控制步进电机调速实验_第5页
资源描述:

《单片机控制步进电机调速实验》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、51系列单片机控制步进电机调速实验实验目的及要求:1、熟悉步进电机的工作原理2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量,测量方式:数字测量)4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供,具体型号42BYG)由按钮控制步进电机的启动与停止;实现加速、匀速、和减速控制。速度设定由键盘设定,步进电机的反馈速度由LED数码管显示。实验原理:步进电机控制原理一般电动机都是连续旋转,而步进电动却是一步一步转动的,故叫步进

2、电动机。步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移(或直线位移)的执行元件。步进电动机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号,输出的角位移是断续的,所以又称为脉冲电动机。随着数字控制系统的发展

3、,步进电动机的应用将逐渐扩大。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号可以由单片机产生。电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,齿5就是齿1)下面是定

4、转子的展开图:(图2所示)10图1是反应式步进电动机结构示意图,它的定子具有均匀分布的六个磁极,磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一组,联法如图所示。下面介绍反应式步进电动机单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。一、单三拍通电方式的基本原理设A相首先通电(B、C两相不通电),产生A-A′轴线方向的磁通,并通过转子形成闭合回路。这时A、A′极就成为电磁铁的N、S极。在磁场的作用下,转子总是力图转到磁阻最小的位置,也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置(图3a);接着B相通电(A、C两相不通电),转了便顺时

5、针方向转过30°,它的齿和C、C′极对齐(图3c)。不难理解,当脉冲信号一个一个发来时,如果按A→C→B→A→…的顺序通电,则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。二、六拍通电方式的基本原理设A相首先通电,转子齿与定子A、A′对齐(图4a)。然后在A相继续通电的情况下接通B相。这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力,使转子顺时针方向转动,但是A、A′极继续拉住齿1、3,因此,转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图4b所示,即转子从图(a)位置顺时针转过了15°。接着A相断电,B相

6、继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐(图c),转子从图(b)的位置又转过了15°。其位置如图3d所示。这样,如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电,则转子便顺时针方向一步一步地转动,步距角15°。电流换接六次,磁场旋转一周,转子前进了一个齿距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电,则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。三、双三拍通电方式的基本原理10如果每次都是两相通电,即按A、B→B、C→C、A→A、B→…的顺序通电,则称为双三拍方式,从

7、图4b,和图4d可见,步距角也是30°。因此,采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角,每走一步前进了三分之一齿距角;采用六拍方式时,转子走六步前进了一个齿距角,每走一步前进了六分之一齿距角。因此步距角θ可用下式计算:θ=360°/Zr×m式中Zr是转子齿数;m是运行拍数。一般步进电动机最常见的步距角是3°或1.5°。由上式可知,转子上不只4个齿(齿距角90°),而有40个齿(齿距角为9°)。为了使转子齿与定子齿对齐,两者的齿宽和齿距必须相等。因此,定子上除了6个极以外,在每个极面上还有5个和转子

8、齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图5所示。由上面介绍可知,步进电动机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外,步进电动机的转速决定于电脉冲频率,并与频率同步。四、步进电动机的驱动电源步进电动机需配置一个专用的电源供电,电源的作用是让电动机的控制绕组按照特定的顺序通电,即受输入的电脉冲控制而动作,这个专用电源称为驱动电源。步进电动机及其驱动电源是一个互相联系的整体,步进电动机的运行性能是由

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。