1 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī),它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰?即給一個(gè)脈沖,步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)一個(gè)角度,因此非常合適單片機(jī)控制,在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角,同時(shí)步進(jìn)電機(jī)只有周期性的無累積誤差,精度高。 ) y9 O+ [; W# O6 u" U H5 X/ b
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)：
8 ?4 `5 A0 G8 ?2 _3 v$ `* M1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。因此,當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后,沒有累計(jì)誤差,具有良好的跟隨性。 7 ?( I% u- f* ]" H- ~
2）由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng),既簡(jiǎn)單、廉價(jià),又非�？煽�,同時(shí),它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 ( j' B) r) b% X- ]6 i3 b
3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。 " @ s" W2 i( _- {
4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整,低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)距,因此一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
- {. g3 o; T m9 J; h1 k9 }; D/ j; X5）步進(jìn)電機(jī)只能通過脈沖電源供電才能運(yùn)行,不能直接使用交流電源和直流電源。
. W" m( z: o6 t5 B8 j+ c4 o5 W6）步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象,必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。
l+ i8 }- \ W" s6 Q ]+ r g0 f步進(jìn)電機(jī)具有和機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),圖1是四相六線制步進(jìn)電機(jī)原理圖,這類步進(jìn)電機(jī)既可作為四相電機(jī)使用,也可以做為兩相電機(jī)使用,使用靈活,因此應(yīng)用廣泛。
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步進(jìn)電機(jī)有兩種工作方式：整步方式和半步方式。以步進(jìn)角1.8度四相混合式步進(jìn)電機(jī)為例,在整步方式下,步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖,旋轉(zhuǎn)1.8度,旋轉(zhuǎn)一周,則需要200個(gè)脈沖,在半步方式下,步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖,旋轉(zhuǎn)0.9度,旋轉(zhuǎn)一周,則需要400個(gè)脈沖�？刂撇竭M(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)必須按一定時(shí)序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)引線輸入脈沖,以上述四相六線制步進(jìn)電機(jī)為例,其半步工作方式和整步工作方式的控制時(shí)序如表1和表2所列。 " G1 h4 A0 J- v2 D' |
步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時(shí),會(huì)有振動(dòng)大、噪聲大的缺點(diǎn)。如果使用細(xì)分方式,就能很好的解決這個(gè)問題,步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制,從本質(zhì)上講是通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組中電流的控制,使步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的合成磁場(chǎng)為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分,一般情況下,合成磁場(chǎng)矢量的幅值決定了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩的大小,相鄰兩合成磁場(chǎng)矢量之間的夾角大小決定了步距角的大小,步進(jìn)電機(jī)半步工作方式就蘊(yùn)涵了細(xì)分的工作原理。 / i2 y9 Y6 b" C% ~% Z% f. w+ k- |3 L實(shí)現(xiàn)細(xì)分方式有多種方法,最常用的是脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動(dòng)方式,大多數(shù)專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片都采用這種驅(qū)動(dòng)方式,TA8435就是其中一種芯片。 + C1 j D6 c. F2 基于TA8435H芯片的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分方式 B( w5 t8 X' t8 K2.1 TA8435芯片特點(diǎn) + `. d6 k4 Y+ x7 e, [1 \9 |TA8435是東芝公司生產(chǎn)的單片正弦細(xì)分二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片,該芯片具有以下特點(diǎn)： $ f6 \$ Z6 a% N p( L# w) f) r: |1）工作電壓范圍寬（10－40V）; 8 c. X, O$ z" Z+ A F2）輸出電流可達(dá)1.5A（平均）和2.5A（峰值）; d/ y& k, p) E# R3）具有整步、半步、1/4細(xì)分、1/8細(xì)分運(yùn)行方式可供選擇; 8 [& L+ k' Z# Q% |. q4）采用脈寬調(diào)試式斬波驅(qū)動(dòng)方式;
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