【STC单片机学习】第十二课 单片机的电机(步进电机)

2024-01-04 直流伺服电机

  (1)交流电机:两相(两根火线)、三相(三根火线)直流电机:永磁(永磁铁)、励磁(电磁铁,线圈磁生电) :玩具小车里面一般都是直流电机

  (3)步进电机、伺服电机(可以精确控制,毫米级别的控制):精确控制尺寸,常用在机械的自动化控制。精度:伺服电机>

  步进电机

  支出来两根线,两个引脚没有正负之分,不同的接法,控制的是里面线圈的转动方向,也就是电机的转动方向!

  (1)直流电机直接接在开发板的主板的VCC和GND引出接口上看电机是否转动,还可以调换VCC和GND看电机是否反转了

  (2)单片机的IO口是数字口,本身的驱动能力非常小(最多20mA级别),这个驱动能力是带不动电动机的。达不到额定功率!可以试试!

  (3)一般单片机需要用专门的驱动芯片来驱动电机(作用?)。驱动芯片的作用就是把单片机的小电流的控制信号转成逻辑上相同的大电流的驱动源。这是所谓的弱电控制强电。用电机驱动芯片来驱动直流电机,具体的电路分析后面讲步进电机时会详细说。

  单片机上的芯片,一种使用的驱动芯片是 TC1508S,另一种使用的驱动芯片是 ULN2003,两个都是可以驱动直流电机和步进电机的!

  步进电机有三线式、 四线式、 五线式和六线式,但是控制方式都是一样的,都是用脉冲信号电流来驱动。假设每旋转一圈需要 200 个脉冲信号来励磁, 可以计算出每个励磁信号能使步进电机前进 1.8°。 其旋转角度与脉冲的个数成正比。步进电动机的正、反转由励磁脉冲产生的顺序来控制。

  B接正,/B接负、A接正,/A接负,每个线圈通电之后就形成电磁铁,就驱动转子转动。

  (1)每种类的步进电机有一个固有步距角,这个参数和步进电机本身有关。 一般二相电机的步距角为 0.9°/1.8°,三相为 0.75°/1.5°、五相为 0.36°/0.72°。

  (2)步进电机正常的情况下只能以固有步距角的整数倍来运动,这一个固有步距角的移动就叫一个节拍。

  (3)电机还有个可以比固有步距角更小的运动方法,这种方法叫细分,由电机驱动器来支持的。(STC的单片机不支持细分,用到了再讲)

  1.12.2.3、相数。步进电机电机内部的线圈组数:一般相数越高,步距角越小

  结论:我们用的是2相步进电机,四根线、极性,这里的极性,讲的是开发版上的极性驱动电路(驱动芯片),不是在电动机上!

  (2)双极性:八颗晶体管来驱动两组相位,电路能同时驱动四线式或六线式步进电机,虽然四线式电机只可以使用双极性驱动电路。

  (3)半步八拍 A- A-B+ B+ A+B+ A+ A+B- B- A-B- 正转 其实上面两个的结合!

  4个节拍加起来就是一个完整的周期,按照这一个周期给步进电机供电,则步进电机就会正向转动1个步距角。

  (2)正常的情况下:控制器就是单片机,驱动器一般是接在单片机的IO口上面的专用电机驱动芯片(譬如我们开发板上的TC1508S)

  (3)控制器负责产生时序信号,驱动器负责将时序信号转成功率驱动信号给步进电机用。

  (1)原理图中INA、INB、INC、IND将来要接单片机的IO口,单片机是做控制器的,通过单片机的IO口给驱动器芯片输入1或者0的控制信号,控制信号经过TC1508S的转换,从OUTA、OUTB、OUTC、OUTD四个脚输出具有驱动步进电机能力的驱动信号。

  (4)结合之前讲的步进电机的原理,可知:A-和A+是一个相线端,B-和B+是另一个线、电机驱动芯片数据手册

  (3)根据上面的接线对应一组线圈(A+,A-),而P1.2和P1.3对应另一组线圈。(B+,B-)

  0 0 0 1 第4拍(0x08)(2)转速控制: 转速是由脉冲信号的频率控制的,频率==周期的倒数,你的时间越短,频率越高!时间实际上的意思就是delay!小风扇调档!

  编辑:什么鱼 引用地址:【STC单片机学习】第十二课 单片机的电机(步进电机)

  恒速控制对于许多先进的工业过程来说至关重要,但传统的电机设计会产生齿槽力,导致电机速度出现纹波。KOVERY Inc设计的一系列先进的直线电机集成了雷尼绍光栅,可完美解决这一难题。 背景 直线电机大范围的应用于各大工业领域,包括平板显示器 (FPD)、半导体、自动化、医疗诊断、3D打印和机床等。直线电机类同于定子和转子被“铺开”的旋转同步电机,但与旋转电机输出旋转扭矩不同,直线电机输出的是沿着其行程方向上的推力。 KOVERY公司是一家位于韩国京畿道的超精密电机制造商,该公司是业内领先的高精度直线电机系统供应商,同时还持续致力于技术和产品研制。KOVERY的高精度电机采用自有的专利技术,可减小甚至消除导致速度纹波的齿槽力,以及因直

  步进电机在控制管理系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移,并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。 有时从一些旧设备上拆下的步进电机(这种电机一般没有损坏)要改作它用,一般需自己设计驱动器。本文介绍的就是为从一日本产旧式打印机上拆下的步进电机而设计的驱动器。 本文先介绍该步进电机的工作原理,然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。 1. 步进电机的工作原理 该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图1 四相步进电机步进示意图 开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和

  电机在工业场合无处不在,尤其大功率的电动机在启动的瞬间会产生较大的电流冲击,这样就是对稳定的电网造成相应的影响,工程实践中常常采用一定的控制措施来改进、限制电机启动过程中产生的对电网不利现象。 一、电机直接启动危害及避免方式 目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电机,大部分电机均采用直接启动的方式,这种启动方式格外的简单,但是会带来非常大的危害。 1.电网冲击:过大的启动电流(空载启动电流可达额定电流的4~7倍,带载启动时可达8~10倍或更大),会造成电网电压下降,影响其它用电设备的正常运行,还可能使欠压保护动作,造成设备的有害跳闸。同时过大的启动电流会使电机绕组发热,从而加速绝缘老化,影响电机寿命。 图1 2.机械

  启动时对电网的影响与危害 /

  步进电机是一种完全数字化的电动执行机构,从原理上说,其角位移与驱动脉冲的个数成正比,在一般的情况下,步进电机具有使用简单、运动精确、连续运行无累积误差等特点,因而被大范围的应用于各种位置控制管理系统中。当前由于仪器内部的机械系统日益复杂,其运动往往是多自由度的,因而常常要利用多个步进电机的运动合成来实现系统的各种动作。例如,对图1所示的半自动生化分析仪的取样针移位系统,该系统的动作执行就是由两部分所组成的:一是固定基座上的步进电机控制取样横臂进行垂直方向上的升降运动;二是滑块上的步进电机控制取样横臂进行水平方向上的旋转运动。这两个运动的合成实现了取样横臂的位置变换。 传统的步进电机多轴控制器是以微控制器(MCU)/微处理器(MPU)/专

  一、三相电压不平衡 由于三相电压不平衡,电动机内就有逆序电流和逆序磁场存在,产生较大的逆序转矩,造成电动机三相电流分配不平衡,使某相绕组电流增大。当三相电压不平衡度达5%时,可使电动机的相电流大于正常值的20%以上。三相电压不平衡主要体现在: 1、变压器三相绕组中某相发生异常,输送不对称电源电压。 2、输电线路长,导致截面大小不均,阻抗压降不同,造成各相电压不平衡。 3、动力、照明混合共用,其中单向负载多,如:家用电器、电炉、熄机等过于集中某一相或某二相,造成各相用电负荷分布不均,使供电电压、电流不平衡。 二、负载过重 电动机处于过载运作时的状态,尤其是起动时,电动机定子、转子电流增大发热。时间略长

  电流不平衡的原因 /

  仪表步进电机 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元件。在非超载的情况下,电机转速、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,即给电机某相线圈加一脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点,使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得很简单。虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不像普通的直流电机、交流电机那样在常规下使用。它必须在双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制管理系统下使用。 仪表步进电机属于步进电机中体积、功耗较小的类别,可以由单片机或专用芯片的引脚直接驱动,不需外接驱动器,因而在仪表中被用于指针的旋转控制。

  的细分控制 /

  目标:直流电机的控制 1.直流电机简介 直流电机是指能将直流电能转换成机械能的旋转电机。 相关参数: 轴长:8mm 轴径:2mm 电压:1-6v 参考电流:0.35-0.4A 3v转速:17000-18000转每分钟 直流电机 2.模块电路 直流电机模块 TC1117芯片构造与TC1508一样,那就来看看TC1508的 引脚 INA, INB与INC,IND是两组输入端OUTA,OUTB与OUTC,OUTD是两组输出端 真值表 INA和INB都输入低电平时,电机是待命状态 INA高,INB低时,电机是前进,顺时针 INA低,INB高时,电机是后退,逆时针 INA和INB都输入高电平时,电机是刹车的状态,就是

  的控制 /

  PWM 脉宽调制是一种调节直流电机速度的好办法,本文描述了两种驱动电路,采用24V供电(可接受输入范围15V-30V),最大电流80A。这些驱动器可拿来调节小型电动车的行驶速度。第一个驱动器用了一个PROFET功率管,以500Hz的开关频率工作。第二个则用的是MOSFET功率管,以20KHz的频率工作。我们都知道,开关频率高的更加理想。 开关理论 理想的开关频率应该比电机的转速高得多,让电机产生一种真正是被直流驱电动的错觉。定量的说,开关频率至少要是电机转速的5倍以上。举个例子,如果电机转速6000rpm(100 rps),开关频率就得是100Hz * 5 = 500Hz以上。其他的还有一种计算方式是开关频率远高于电机的时间常

  的PWM驱动控制电路设计 /

  系统的研发和产业进展

  控制器的设计与测试

  驱动系统关键技术展望

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