步进电机基础知识资料.ppt

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1、步进电机基础知识激光雕刻机3D打印机二、步进电机的原理及分类补充1：什么是单极性和双极性？1、单极性：不改变绕组电流的方向，只是对几个绕组依次循环通电。比如说四相电机，有四个绕组，分别为abcd（1）：AB--BC--CD--DA--AB（2）：A--AB--B--BC--C--CD--D—DA(注：AB意为AB两个绕组同时通电，类似者同)2、双极性：双极性不只是对几个绕组依次循环通电，而且还要改变绕组的电流的方向。如四线双极性电机，有两个绕组A和B，A绕的两端分别为A1、A2；B绕的两端分别为

2、B1、B2。运行方式：A1→A2-----B1→B2-----A2→A1-----B2→B1-----A1→A2-----补充2什么是相数？所谓“相数”，就是线圈组数。 目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同。N相步进电机有N个绕组。补充3步距角电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。N相步进电机有N个绕组，这N个绕组要均匀地镶嵌在定子上，因此定子的磁极数必定是N的整数

3、倍，因此，转子转一圈的步数应该是N的整数倍；也就是说：3相步进电机转一圈的步数是3的整数倍，4相步进电机转一圈的步数是4的整数倍，5相步进电机转一圈的步数是5的整数倍；如果步进电机的基本步距角为θ，转一圈的步数是M，步进电机的相数是N则有下述关系：θ=360/M。M必然是相数N的整数倍。跟据以上分析可以看出，基本步距角是不能取任意值的。补充4其它分类方式步进电机在构造上有三种主要类型1.永磁式步进电机（PM）一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。2.反应式步进电机一般为三相，

4、可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。3.混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。也是本次例程所选用的步进电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制器件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是

5、以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。控制方式三、步进电机驱动芯片A4988步进电机驱动模块3.1、简介A4988是一款带转换器和过流保护的DMOS微步驱动器，该产品可在全、半、1/4、

6、1/8及1/16步进模式时操作双极步进电动机，输出驱动性能可达35V及±2A。转换器是A4988易于实施的关键。只要在“步进”输入中输入一个脉冲，即可驱动电动机产生微步。无须进行相位顺序表、高频率控制行或复杂的界面编程。A4988界面非常适合复杂的微处理器不可用或过载的应用。3.2、产品特点1、只有简单的步进和方向控制接口；2、五个不同的步进模式：全、半、1/4、1/8和1/16；3、可调电位器可以调节最大电流输出，从而获得更高的步进率；4、过热关闭电路、欠压锁定、交叉电流保护；3.3应用电路（

7、和ArduinoUNO的连接图）由上图可以看出：在具体的使用中我们只要控制STEP和DIR就可以了，可以说很是方便；在电源供电方面器件逻辑电压VDD和GND之间我们接Arduino的+5V电源端，而电机电源VMOT和GND之间我们需要接8-15V（DC）;还有关于三个模式选择端MS1、MS2、MS3我们全部接地也就是全步进模式（转一圈要200个步进值或一个步进1.8°），如果要求更高的精度，我们可以通过选择其他的模式，比如我们如果选择1/4步进模式，那么我们电机转一圈就要送800个微步才能完成。

8、我么下面来看看模式选择与MS1、MS2、MS3之间的关系。设置A4988驱动的步序对照表补充1细分的基本概念为：步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小了。如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为‘电机固有步距角’的十分之一，也就是：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18°。细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。3.4程序四、使用步进电机常见问题1、第一次使用步进电机驱