三相步进电机_电子/电路_工程科技_专业资料。北京精仪达盛科技有限 三相步进电机模块实验 一、硬件资源介绍 本模块由45BC340C型步进电机及其驱动电路组成。 （一） 步进电机： 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

　　北京精仪达盛科技有限 三相步进电机模块实验 一、硬件资源介绍 本模块由45BC340C型步进电机及其驱动电路组成。 （一） 步进电机： 一般电动机都是连续旋转，混合式步进电机而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一 个脉冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电 动机）。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，混合式步进电机由专门电源输入电 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，步进电动机的应用将逐渐扩大。 步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两 相和多相三种。 图 1 反应式步进电动机的结构示意图 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。 模块中用到的 45BC340 型步进电机为三相反应式步进电机，下面介绍它单三拍、六拍及双 三拍通电方式的基本原理。 1、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小 的位置，也就是要转到转子的齿对齐 A、A′极的位置（图 2a）；接着 B 相通电（A、C 两相不 通电），转了便顺时针方向转过 30°，它的齿和 C、C′极对齐（图 2c）。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。 图 2 单三拍通电方式时转子的位置 第 1页 北京精仪达盛科技有限 2、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 3a）。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 3b 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。 a.A 相通电 b.A、B 相通电 c.B 相通电 d.B、C 相通电 图 3 六拍通电时转子位置 3、双三拍通电方式的基本原理 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，从图 3b，和图 3d 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°），45BC340C 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 个和转子齿一样的小齿。 步进电动机的结构图如图 4 所示。 第 2页 北京精仪达盛科技有限 图 4 三相反应式步进电动机的结构图 由上面介绍可知，混合式步进电机步进电动机具有结构简单、维护方便、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。 （二） 、驱动电路： 本模块采用星型接发，三相绕阻的公共端接+12V，另三端控制信号先经 74HC04 反相后驱 动 NPN 三极管 2N2222A，由三极管输出驱动步进电机，原理如下： 二、硬件测试 用万用表 200Ω 挡测颜色一样的两线间的电阻应接近相等。 三、实验 ? 实验目的 1、 解步进电机的工作原理。 2、 握步进电机的驱动及编程方法。 ? 实验内容 1、给定步进电机正转步数，检查理论值与实际值。 2、给定步进电机反转步数，检查理论值与实际值。 ? 实验步骤 1． 实验连线、全速运行程序，通过步进电机菜单修改步数及转向，检查理论值与实际值。 ? 实验程序框图(试验程序名：bj3.asm) 第 3页 北京精仪达盛科技有限 第 4页
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