当然,想让步进电机扭转的励磁体例还有良多,例如我们也能够每次同时对两个绕组进行激励,激励挨次顺次为A取B、B取A’、A’取B’、B’取A、A取B……具体环境如下图所示。
为了进一步理解步进电机的硬件驱动电设想,我们先来领会一下它的根基布局。最简单的步进电机如下图所示
能够看到,步进电机取所有电机一样分为定子(stator)取转子(rotor),正在定子四周平均分布的齿槽上环绕纠缠的那些线圈(coil),我们能够称为绕组或相,这些绕组按对进行陈列,此中绕组A取A’构成一对,绕组B取B’构成一对。而转子则是一块可以或许绕核心肆意扭转的永磁铁,它有N取S两极。因为定子上存正在两个绕组,而转子上存正在两个磁极,所以我们也能够称其为双相双极电机。绕组注入必然电流时就会发生必然的,它也有N取S两极,从分歧绕组注入电流就能够改变的极性,从而可以或许对永磁铁转子发生分歧标的目的的吸力,这是转子扭转的根基道理。
能够看到,两个绕组被两个相隔90o的正弦波激励(总体波形取“2-2-phase”不异,只不外激励电流不是矩形波),只需节制流过绕组的标的目的和幅度,就能够添加电机正在一次完整扭转时所需要的步数,这种体例具有优良的扭矩和均衡的操做,大师现正在领会一下即可,后续再细致会商。
很较着,转子的齿数越多,步距角就越小,响应的定子上也会细分更多平均分布的小齿。转子齿数为40的三相步进电机如下图所示
至此,转子扭转了90o。然后紧接着再顺次从绕组A’、B’、C’、A、B、C….注入电流即可使转子持续扭转,我们把顺次激励绕组A、B、C、A’、B’、C’、A、B、C…的体例称为三相单三拍驱动体例。取永磁式步进电机类似,也能够每次同时将电流注入两个绕组,即绕组激励次序为AB、BC、CA’、A’B’、B’C’、C’A、AB…..,这种励磁体例称为三相双三拍驱动体例。还能够夹杂三相单三拍取三相双三拍体例进行驱动(步距角为15o),也称为三相六拍驱动体例,我们就不再赘述了,你懂的。
其二为可变磁阻步进电机(Variable Reluctant, VR),也称为反映式步进电机,它的转子由软磁材料构成,被定子磁极吸引后通过定子和转子之间的最小磁阻供给活动,它的布局简单,成本低,可是动态机能差、效率低、发烧量也大。
能够看到,可变磁阻步进电机取永磁步进电机的布局差不多,次要区别正在于转子不再是永磁铁,而是由软磁材料(如硅钢片)制制的,转子四周平均分布了一些齿子,这里出格需要留意:转子齿取定子齿之间的对应关系,当转子的一对齿子取一对定子齿对齐时,转子的另一对齿子刚好指向定子齿的间隙处,也就是我们所说的错齿,它是步进电机扭转的缘由。
当然,也称为永磁或激磁式步进电机,它的永磁转子会按照的脉冲被或吸引到定子,PM),其一为永磁步进电机(PermanentMagnet,步进电机按照力矩发生的道理能够分为三品种型,它具有动态机能好,输出力矩大的特点;我们前面会商的就是这种,
取双相双极电机独一分歧的是,转子包含了3个永磁铁,具有6个磁极,我们同样看一下它的驱动体例,如下图所示(以转子上的红色N极为参考基准):
至此,我们对电机绕组完成一个周期的电激励,电机转子也扭转了一整圈。用来激励的脉冲越多,电灵活弹的角度就越大,脉冲的频次越高,电机的转速也就越快,但不克不及跨越最高频次,不然电机的力矩敏捷减小,电机将不会扭转。
我们把按上述挨次驱动电机扭转的励磁体例称为全步模式(full-stepping),正在英文数据手册中可能会标识表记标帜为“1-1phase”。此种激励体例中每次电流只对一个绕组进行激励,它的益处就是耗损的电流比力低。
其三为夹杂同步步进电机(Hybrid synchronous, HB):它是可变磁阻和永磁步进电机的组合。
通俗的曲流或交换电机只需合适的电压就可以或许使其动弹,断电即可使其遏制动弹,节制起来虽然很便利,但有些时候,我们需要很切确地节制动弹的角度,以便实现一些高精度的定位操做。例如DVD播放器或硬盘节制读盘时,打印机节制打字时,器节制转向时,数控机床进行定位时,机械人节制动做时等等,通俗的电机很难满脚这种需求,而步机电机就能够。从名称也能够看出,步进电机就是“按步前进”的电机,一次只会扭转一个固定的角度,每扭转一次可称为1拍,而每拍扭转的角度可称为步距角。
图中的驱动(Driver)模块用来提拔驱动能力,由于一般处置器的IO引脚的电流不脚以间接驱动电机扭转,后续会再细致会商。
下面我们具体来看看转子是怎样扭转的。假设电流从绕组A注入再从绕组A’流出,则两个绕组城市发生必然的。按照左手定章,线圈A取线圈A’发生的标的目的均为上N下S,再按照“同名相斥、异名相吸”的根基道理,永磁铁的N极会被绕组A发生的S极吸过来,取此同时,永磁铁的S极会被绕组A’发生的N极吸过来,它们的吸力是同时发生的,也就惹起转子顺时针扭转90o,如下图所示(以转子中红色N极为参考基准)
步进电机(stepper motor)是一种是将电脉电流信号改变为角位移或线位移的节制元件。简单的说,你给步进电机一个脉冲电流信号,它就会动弹一个角度,所以具有
这种励磁体例也是全步驱动,英文数据手册中可能会标识表记标帜为“2-2phase”。因为两个绕组同时通电,所以相对之前的励磁体例能够获得更好的扭矩和速度,只是要多耗损一些电流。利用时序图可暗示如下