基于51系列单片机控制步进电机调速闭环系统设计 - 副本

步进电机的工作原理

关键词:单片机、步进电机、光电开关、PID算法、闭环控制

一、步进电机

1.1 步进电机的工作原理

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的执行机构。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,即给电机加一个脉冲信号,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的非常的简单。 1.2 步进电机的特点

本实验所用的步进电机为感应子式步进电机(型号为42BYG016)。感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比,结构上转子加有永磁体,以提供软磁材料的工作点,而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能,因此该电机效率高,电流小,发热低。因永磁体的存在,该电机具有较强的反电势,其自身阻尼作用比较好,使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。

感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行,也可以作二相运行。(必须采用双极电压驱动),而反应式电机则不能如此。例如:四相八拍运行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为

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C=

,D=. 一个二相电机的内部绕组与四相

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