步进电机环形分配器

步进电机的开环操控和闭环操控一、步进电机的开环操控1、步进电机开环伺服体系的通常构成图1 步进电机开环伺服体系步进电动机的电枢通断电次数和各相通电次第抉择了输出角位移和运动方向，操控脉冲分配频率可结束步进电动机的速度操控。

因而，步进电机操控体系通常选用开环操控办法。

图为开环步进电动机操控体系框图，体系首要由操控器、功率拓展器、步进电动机等构成。

2、步进电机的操控器1、步进电机的硬件操控步进电动机在—个脉冲的效果下，转过一个相应的步距角，因而只需操控必定的脉冲数，即可准确操控步进电动机转过的相应的视点。

但步进电动机的各绕组有必要按必定的次第通电才干准确作业，这种使电动机绕组的通断电次第按输入脉冲的操控而循环改动的进程称为环形脉冲分配。

结束环形分配的办法有两种。

一种是核算机软件分配，选用查表或核算的办法使核算机的三个输出引脚顺次输出满意速度和方向恳求的环形分配脉冲信号。

这种办法能充沛运用核算机软件资本，以削减硬件本钱，分外是多相电动机的脉冲分配更闪现出它的长处。

但因为软件作业会占用核算机的作业时刻，因而会使插补运算的总时刻添加，然后影响步进电动机的作业速度。

另一种是硬件环形分配，选用数字电路树立或专用的环形分配器材将接连的脉冲信号经电路处理后输出环形脉冲。

选用数字电路树立的环形分配器通常由分立元件（如触发器、逻辑门等）构成，特征是体积大、本钱高、可靠性差。

2、步进电机的微机操控：现在，伺服体系的数字操控大都是选用硬件与软件相联络的操控办法，其间软件操控办法通常是运用微机结束的。

这是因为依据微机结束的数字伺服操控器与仿照伺服操控器比照，具有下列长处：（1）能显着地降低操控器硬件本钱。

速度更快、功用更新的新一代微处理机不断涌现，硬件费用会变得很廉价。

体积小、分量轻、耗能少是它们的一同长处。

（2）可显着改进操控的可靠性。

集成电路和大计划集成电路的均匀无缺点时（MTBF）大大善于分立元件电子电路。

（3）数字电路温度漂移小，也不存在参数的影响，安稳性好。

步进电机的环形分配器类型解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文将探讨步进电机中的一种重要组件，即环形分配器类型。

通过解释和说明环形分配器的概念、特点以及工作原理，我们可以深入了解其在步进电机系统中的重要作用。

1.2 文章结构文章将按照以下结构进行叙述：引言、正文、环形分配器类型解释说明、步进电机类型概述和结论。

通过这样的层次结构，读者能够逐步了解步进电机和环形分配器之间的关系，并对它们的特点有一个全面且清晰的认识。

1.3 目的本文旨在介绍并阐明环形分配器类型在步进电机系统中的作用。

通过对环形分配器的原理和特点进行详细讲解，读者可以更好地理解步进电机系统的运行原理，以及为什么环形分配器是必不可少的组成部分。

此外，本文还将探讨不同类型步进电机的特点，并展望未来环形分配器类型和步进电机发展方向。

以上就是“1. 引言”部分内容，请根据需要进行修改和完善。

2. 正文正文部分将详细介绍环形分配器类型以及它与步进电机之间的关系。

本节将涵盖环形分配器类型的工作原理、结构和特点，以及步进电机的基本原理和应用领域。

在此之前，让我们先了解一下什么是环形分配器类型。

环形分配器类型是指一种特殊的外围装置，用于控制步进电机的旋转方向和速度。

它可以根据输入信号来驱动电机按照预定模式旋转。

环形分配器类型通常由一个或多个传感器和相关控制电路组成。

接下来，我们将关注环形分配器类型的主要特点。

首先，它具有高精度和可靠性，能够实现精确的位置控制和旋转角度测量。

其次，环形分配器类型具有快速响应速度和较低的噪音水平，可以满足高性能应用对转动效果的要求。

此外，它还具有较高的承载能力和抗干扰能力，在恶劣环境条件下依然稳定运行。

然后，我们来看一看环形分配器类型的工作原理。

在操作过程中，传感器将检测到输入信号，并将其转换为电信号，然后通过控制电路将指令传递给步进电机。

根据不同的输入信号，环形分配器可以确定旋转方向和速度，并将步进电机驱动到相应位置或以特定步长旋转。

图6-7 矩角特性
6.2 步 进 电 动 机伺 服系统
图6-8 步进电动机静态矩角特性曲线 图6-9 启动转矩
如图6-8所示，三相步进电动机各相的矩 角特性曲线的相位差为1/3周期，其中曲线 A和曲线B的交点所对应的力矩Tq是电动机 运行状态的最大启动转矩。也就是说，只 有负载转矩TL小于Tq，电动机才能正常启 动运行；否则，容易造成丢步，电动机也 不能正常启动。
(输入信号)
CNl-7 CN1-8
RDY COM
控制回路正常 (输出信号)
输出信号公共点
CNl-9 ZERO
电气循环原点 (输出信号)
单脉冲方式时，正反转方向(DIR DIR )信号
双脉冲方式时，反转脉冲(CCW、CCW )信号
当控制电源、回路正常时，输出低电平信号
RDY、ZERO输出信号的公共点 半步运行时每二十拍送出一电气循环原点 整步运行时每十拍送出一电气循环原点
6.2 步 进 电 动 机伺 服系统
图6-5 步进电动机原示意图

图6-6 三相反应式步进电机工作原理示意图
对每一相绕组通电的操作称为一拍，则A、B、C三相绕组轮流通电需要三
拍，从上面分析可知，电动机转子转动一个齿距需要三拍操作。实际上，电
动机每一拍都转一个角度，也称前进了一步，这个转过的角度称为步距角，
最高工作频率，记为fmax。它是决定定子绕组通电状态最高变化频率的 参数，即决定了步进电动机的最高转速。
6.2 步 进 电 动 机伺 服系统
5．矩频特性 矩频特性T=F(f)所描述的是
步进电动机连续稳定运行时输出 转矩与连续运行频率之间的关系 。如图6-10所示，该特性曲线上 每一频率f所对应的转矩为动态 转矩T。可见，动态转矩的基本 趋势是随连续运行频率的增大而 降低。

➢ 当U相通电，V、W相不通电，如图3.3a所示，1、3齿 与U相对齐；
➢ 当V相通电，U、W相不通电，如图3.3b所示，2、4齿 与V相对齐；
➢ 当W相通电，U、V相不通电，如图3.3c所示，1、3齿 与W相对齐；
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由此可见，当通电顺序为U→V → W→U →V →…时，转子便顺时针方向一步一步地转动，通 电状态每换接一次，转子前进一步，一步对应的 角度称为步距角。
上述两种通电方式的组合。即通电方式为：U → UV → V → VW→W → WU →U →… 称为三相六拍通电，如图3.4所示。 三相六拍通电方式的步距角减小一倍。
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3.1.2 小步距角步进电动机
实际的小步距角电动机如图3.5所示。它的定子内 圆和转子外圆上均有齿和槽，而且定子和转子的 齿宽和齿距相等。
第3章 步进电动机传动控制
3.1 步进电动机 3.2 步进电动机的环形分配器 3.3 步进电动机的驱动电路
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1
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成直线或 角位移的执行元件。步进电动机的运动由一系列电脉 冲控制，脉冲发生器所产生的电脉冲信号，通过环形 分配器按一定的顺序加到电动机的各相绕组上。为了 使电动机能够输出足够的功率，经过环形分配器产生 的脉冲信号还需要进行功率放大。
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（2）通电方式 双相轮流通电方式
每次有两相绕组通电，通电状态切换时，转子转动平稳， 且输出力矩较大，这种通电方式定位精度高而且不易 失步。
以三相反应式电动机为例，双相轮流通电方式为：UV → VW→WU →UV →… 称为三相双三拍通电。
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（2）通电方式 单双相轮流通电方式

步进电机的单脉冲控制、双脉冲控制、开环控制和闭环控制
步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。

它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。

随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机的单脉冲控制与双脉冲控制步进电机的控制有单电压和高低电压控制之分；
单电压控制用一串脉冲信号控制一个电子开关的通、断来控制电机驱动绕组得电、失电；高低电压控制在单电压控制的基础上，用另一串脉冲控制一个电子开关的通、半导通，两个开关串联，两个控制脉冲同频率但不同相位和宽度。

达到给绕组的供电电压全、一半、迅速关断的目的。

步进电机的开环控制和闭环控制步进电机的开环控制
1、步进电机开环伺服系统的一般构成
步进电动机的电枢通断电次数和各相通电顺序决定了输出角位移和运动方向，控制脉冲分配频率可实现步进电动机的速度控制。

因此，步进电机控制系统一般采用开环控制方式。

图为开环步进电动机控制系统框图，系统主要由控制器、功率放大器、步进电动机等组成。

2、步进电机的控制器
1、步进电机的硬件控制
步进电动机在个脉冲的作用下，转过一个相应的步距角，因而只要控制一定的脉冲数，即。

这一讲主要介绍硬件环行分配器和软件环形分配器，在这之前加一个步进电机控制系统框图结构，不要那个具体的软硬件的电气原理图，而把具体的电气原理图放在硬件环行分配器和软件环形分配器中。

以保证时间充足，且不重复。

8713硬件环行分配器主要生产厂家：PMM8713:三洋公司MB8713:富士通公司5G8713:国产主要功能及性能：三相步进电机：单三拍、双三拍、六拍四相步进电机：单四拍、双四拍、八拍单时钟输入、双时钟输入正反转控制初始化复位工作方式及输入脉冲状态监测4-18V直流电源输出电流：20mA引脚功能：8713是双列直插式16引脚芯片，主要引脚功能为：1：正转脉冲输入端2：反转脉冲输入端此2引脚供双时钟输入方式采用。

3：脉冲输入端， 0：低电平；1：高电平4：转向控制端， 0：反转； 1：正转此2引脚供单时钟输入方式采用。

5：工作方式选择输入引脚6：工作方式选择输入引脚此2引脚联合使用，即：00=双三（四）拍； 11= 三六（四八）拍01=10=单三（四）拍7：三相或四相选择输入引脚，0：三相；1：四相13~10：依次为A、B、C、D各相输出引脚。

硬件接口电路图示接线工作方式：因5、6、7三引脚直接接高电平，故其为：单时钟、四相电机、工作在四相八拍方式。

8255地址：总地址：4000H-4003HA口: 4000HB口: 4001HC口: 4002HK口: 4003H8255工作方式字：初始化MOV DPTR , 4003HMOV A , 80HMOVX @DPTR , A步进电机运行字：按照逐点比较法输出的步进电机控制字：X正向一步：03HX负向一步：01HY正向一步：0CHY负向一步：04HX正向一步标准语句：MOV DPTR , 4000HMOV A , 03HMOVX @DPTR , A。

步进电机系统的组成及原理摘要：步进电机控制系统应含有步进电机、步进驱动器、直流电源以及控制器,本文将从控制器的选型及使用方法，驱动器的使用方法等方面着重阐述。

关键词：步进电机，驱动器，步距角,细分，脉冲1。

步进控制系统的组成步进电机控制系统主要是由控制器、步进驱动器、步进电机以及直流电源组成。

控制器，主要的功能是每秒发射一定数量的脉冲给步进电机驱动器的脉冲接收端子，通常这一部分每秒发射的脉冲数量是可以人为控制；第二部分是步进电机驱动器，主要是由脉冲接收端子、步进电机正反装的控制、步进电机脱机控制、细分调节、步进电机工作电流调节、电源和步进电机接线端子组成;第三部分是步进电机，通常有4引线、6引线、8引线，所谓引线也就是指步进电机的外接电线。

2。

控制器选型步进电机控制器又称精准定位控制模块，此模块可以是晶体管型PLC或是脉冲发生器。

以三菱FX2N系列的晶体管PLC为例，其主体型号分为交直流MR继电器型和直流MT晶体管型,根据步进马达驱动器的工作原理，若想发射出脉冲，则必须选用MT晶体管型PLC.3。

驱动器各部分含义以及用法根据步进电机的组成，脉冲接收端子也就是环形分配器，其主要功能是是把外部CP+与CP-间所产生的脉冲进行分配,给功率放大器，功率放大器相应相的晶体管导通，使步进电机的每一相绕组有规律的得电。

DIR+和DIR-，是步进电机的方向信号,即电动机的正反转，当DIR+与DIR—形成回路时步进电动机则反转，反之则正转.另外步进电机在停止时，通常有一相得电,电机的转子被锁住，所以当需要转子松开时，可以使用脱机信号ENA+与ENA-形成回路。

步进电机的另外两个主要的组成部分是步进电机驱动器的细分调节和所带负载步进电机的工作电流的选择。

为了更好的了解什么叫细分之前，应当先了解下什么叫步距角，电机每拍转动的角度,称步距角，步距角和电机的结构有关.步距角其实就是一个度量单位，也就是如何衡量马达行走的距离,也就是脉冲马达旋转的角度，步距角越小，步进电机旋转的精度就越高,所以我们可以根据步距角来控制马达转动的精确角度。

4）环形分配分为软环形分配和硬环形分配，所谓软环形分配，就是通过编程的方法，利用软件通过高速三级管，或者光耦给电机线圈分配电压。硬环形分配方式，就是我在3）中提到的，利用硬件驱动器来完成环形分配
1）首先应该明白步进电机的机构和原理，步进电机一个永磁的转子，转子上有多少不等的槽。定子是一相相的线圈绕组
2）旋转。磁场旋转越快，电机就转动越快
3）步进电机的驱动。就是给各个相轮流分配电压，产生旋转磁场，这样电机才能转动。一般来说，我们给电机通入的是脉冲串，这个脉冲串需要轮流循环的通入到电机各相绕组中，就需要环形分配了，环形分配，一般考驱动器来完成，也就是，你给驱动器通入脉冲串，驱动器会自动环形分配到步进电机各个绕组中去的 。

戛 艇
步 机受 脉冲 号 控 电 信 产 分 和 进电 电 信 的 制，脉冲 号的 生、配 放大 靠电 路的 作 现 步 机与 电 功 放 要 子电 动 来实 。 进电 控制 路、率 大驱 电 组成 体，成 电 驱 统，系 要 脉 动 路 一 构 步进 机 动系 该 统主 由 冲 产 路、冲 号 电 功 放 动 路 成， 信号 生电 脉 信 分配 路和 率 大驱 电 组 其中 信 分 路 对 电 相 的 脉冲 脉冲 号 配电 产生 步进 机各 绕组 控制 这里，三 步 机 形 分 器 分 二 环形 冲 对 相 进电 环 脉冲 配 进行 析，相 脉 分配 工 式 相 三 三 双 和 相 拍等 器的 作模 分三 单 拍、 相 三拍 三 六 三 种工 模 如 用A、C分 代表 进电 的三 绕 而 作 式。 果 B、 别 步 机 相 组，
鱼， 盖狱 禾 芜
计算 技术与 自动化
200 7 年第 3 期
可
自 启 动 多 模 式 三 相 环 形 脉 冲 分 配 器 的 设 计
党力明’ ， 张长峰 ’ ， 王建民’ ， 付麦霞2
(1 .信息工程大学理学院， 郑州 45o 1 ;2.河南工业大学， 河南 00 河南 郑州 450o52 )
摘 要:提出了 一种可自 名动的多模式三相步 进电机环形脉冲分配器的设计方法 首先， 通过分析各模式的状态转换关 系分别获得各模式下的触发器驱动方程， 进而产生 模式可选的触 发器驱动方程。其次， 由驱动万程设计出简 化的硬件电 路 最后， 启动进行了讨论， 对自 给出了自 启动电 路设计。实际电路可通过模式设置获得三相单三拍、 三相双三拍和三相六拍等
三种环形脉 冲分配器
关 键 词:三相环形脉冲分配器; 多模式; 自 启动;J 触发器;步进电 K 机

环形分配器
环形分配器的主要功能是把来源于控制环节的时钟脉冲串按一定的规律分配给步进电动机驱动器的各相输入端。

环形分配器的输出既是周期性的，又是可逆的。

接受时钟脉冲串和方向电平，输出各相的导通信号，是环形分配器的基本功能。

步进电机驱动系统中，控制器与驱动器之间的联系分为串行控制和并行控制。

串行控制时，控制器输出时钟脉冲串和方向电平，靠驱动器中的环形分配器转换成并行驱动信号驱动，控制各相绕组的导通和截至。

时钟脉冲的有无决定了电动机的运行和停止，脉冲的频率决定电机运行的速度，方向电平决定运转的方向。

并行控制时，控制器直接输出各相绕组导通或截至的并行信号，此时环形分配器设在控制器中。

除单纯由软件来代替环形分配器的功能外，不论是串行控制还是并行控制，整个系统必须有环形分配器这个环节。

运行矩频特性曲线
四、步进电机驱动器
(1)环形脉冲分配器。步进电机的各相绕 组必须按一定的顺序通电才能正常工作。 这种使电机绕组的通电顺序按一定规律 变化的部分称为脉冲分配器，又称环形 脉冲分配器。
四、步进电机驱动器

(2)功率放大器。从计算机输出口或从环形分配器输出的信号 脉冲电流一般只有几个毫安，不能直接驱动步进电机，必须采 用功率放大器将脉冲电流进行放大，使其增大到几至十几安培，
4、易于起动，停止，正反转及速度响应性好。
5、停止时可有自锁能力。 6、步距角可在大范围内选择，在小步距情况下，通常可以在超低转 速下高转距稳定运行，通常可以不经减速器直接驱动负载。 7、速度可在相当宽范围内平滑调节，同时用一台控制器控制几台步 进电动机可使它们完全同步运行。 8、步进电动机带惯性负载能力较差。
中有恒流驱动、斩波驱动等。
四、步进电机驱动器
（3）细分驱动。步进电机的各种功率放大电路都是按照环形分配 器决定的分配方式、控制电机各相绕组的导通或截止，从而使 电机产生步进运动，步距角的大小只有两种，即整步工作或半 步工作。步距角已由步进电机的结构所确定。如果要求步进电 机有更小的步距用或者为减小电机振动、噪声等原因，可以在 每次输入脉冲切换时，不是将绕组电流全部通入或去除，而是 只改变相应绕组中额定的一部分，则电机转子的每步运动也只 有步距角的一部分。这里绕组电流不是一个方波，而是阶梯波， 额定电流是台阶式的投入或切除，电流分成多少个台阶，则转 子就以同样的个数转过一个步距角。这样将一个步距角细分成 若干步的驱动方法称为细分驱动。细分驱动的特点是在不改动 电机结构参数的情况下，能使步距角减小。
这种电机由于采用了永久磁铁，即使定子绕 组断电也能保持一定转矩。 PM型电机的特点是励磁功率小、效率高、 造价便宜，因此需要量也大。由于转子磁铁的 磁化间距受到限制，难于制造，故步距角较大。

步进电机驱动器及细分控制原理(最全)word资料步进电机驱动器及细分控制原理步进电机驱动器原理:步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。

驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大,使步进电机绕组按一定顺序通电。

以两相步进电机为例,当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时,驱动器经过环形分配器和功率放大后,给电机绕组通电的顺序为AABB A A B B,其四个状态周而复始进行变化,电机顺时针转动;若方向信号变为负时,通电时序就变为AA B BA A BB,电机就逆时针转动。

随着电子技术的发展,功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。

其基本原理是:在电机绕组回路中,串联一个电流检测回路,当绕组电流降低到某一下限值时,电流检测回路发出信号,控制高压开关管导通,让高压再次作用在绕组上,使绕组电流重新上升;当电流回升到上限值时,高压电源又自动断开。

重复上述过程,使绕组电流的平均值恒定,电流波形的波顶维持在预定数值上,解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题,使电机在低频段力矩增大。

步进电机一定时,供给驱动器的电压值对电机性能影响较大,电压越高,步进电机转速越高、加速度越大;在驱动器上一般设有相电流调节开关,相电流设的越大,步进电机转速越高、力距越大。

细分控制原理:在步进电机步距角不能满足使用要求时,可采用细分驱动器来驱动步进电机。

细分驱动器的原理是通过改变A,B相电流的大小,以改变合成磁场的夹角,从而可将一个步距角细分为多步。

定子A转子SNB B BSNA A(a(bAS NB B N S BS NA(c(d图3.2步进电机细分原理图仍以二相步进电机为例,当A、B相绕组同时通电时,转子将停在A、B相磁极中间,如图3.2。

若通电方向顺序按AA AABB BB BB AA AA AA BB BB BB AA,8个状态周而复始进行变化,电机顺时针转动;电机每转动一步,为45度,8个脉冲电机转一周。

• 160•以四相混合式步进电机为例，对比介绍了用软件和硬件方式实现步进电机环形脉冲分配，分析了两种不同实现方法的优缺点。

步进电机作为精密的执行元件，广泛应用于数字控制的各个领域，特别是在开环控制系统中，步进电机具有绝对优势。

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，而环行脉冲分配就是产生控制脉冲中心。

因此，环行脉冲分配的可靠性、精确度以及可变性控制对步进电机的控制显得尤为重要。

实现步进电机脉冲分配的方法主要有两种：一种是通过计算机软件采用查表和计算方法进行脉冲分配，简称软环分，另一种是硬环分，即采用硬件手段实现脉冲分配。

这两种方法在使用上都各有千秋，本文将以四相混合式步进电机为例，对这两种方法做些简单介绍。

图1 单片机与四相步进电机接线示意图1 软环分如图1所示，单片机与步进电机通过P0口相接，要实现系统的电机脉冲环分功能，则需要在内存ROM 中开辟一个区域存储环形分配器的输出状态表。

系统软件通过查表得到电机输出状态控制字，送至输出口。

例如，在程序存储器中，从2000H 开始存储电机的四相单四拍的状态表，从3000H 开始存储电机的四相双四拍的状态表，从4000H 开始存储电机的四相八拍的状态表，并且设定高电平导通，低电平截止，则不同地址的存储内容已经对应电机绕组导通状态如表1所示。

在系统软件中，设定一个字节R0作为状态计数器，并按正反转要求执行加1减1操作，在程序中，判断P1.0、P1.1、P1.2位状态，决定电机的运转方式，则对应正转程序为：调用延时子程序改变输出状态码的间隔时间就可改变X 向或Y向步进电动机的转速，程序如下：用软环分的方法充分利用计算机软件资源，降低硬件成本，尤其对多相电机的脉冲分配有更大的优点，但由于软环分占用计算机的运行时间，故会使插补周期增加，易影响步进电机的运行速度。

2 硬件环分硬件环形分配器是由数字逻辑电路设计而成，相对于软环分来说，硬环分提高了系统的灵活性和可靠性，使CPU 专职于控四相步进电机环形脉冲分配的两种实现南昌航空大学工程训练中心 曹清国南昌航空大学航空制造工程学院 肖 洁 候华腾表1 存储内容与电机绕组状态对应表地址内容状态地址内容状态地址内容状态四相单四拍2000H01H A 四相双四拍3000H 03H AB 四相八拍4000H 01H A 2001H 02H B 3001H 06H BC 4001H 03H AB 2002H04HC3002H0CHCD4002H 02H B 2003H08HD3003H09HDA4003H 06H BC 2004H01HA3004H03HAB4004H 04H C 2005H02H B 3005H 06H BC 4005H 0CH CD 2006H 04H C 3006H 0CH CD 4006H 08H D 2007H08HD3007H09HDA4007H09HDA制工作，而且专用芯片使用方便，接口简单，易于编程。

试卷总分:100 得分:1001.单向晶闸管又称为可控硅整流器（SCR)，它的最大特点是（）。

A.有截止和导通这两种稳定状态B.只有截止状态C.没有截止和导通状态D.只有导通状态【答案】:A2.直流电动机的基本驱动控制电路包括不可逆PWM变换器和可逆PWM变换器。

【答案】:正确3.步进电机因输入的是脉冲信号，运动是断续的，又称脉冲电机或阶跃电机。

【答案】:正确4.步进电机的运行速度决定于它的步距和所加脉冲的个数。

【答案】:错误5.发光二极管是一种将电能转变成光能的半导体器件，是由（）组成。

A.3个PN结B.1个PN结C.2个PN结D.4个PN结【答案】:B6.通常当晶闸管的阳极已加上了正电压并导通的情况下，要减小晶闸管中的电流有( )种办法。

A.3B.13C.2D.4【答案】:C7.以下哪一项不属于直流电动机转子的组成部分。

( )A.电枢铁心、电枢绕组B.换向器C.转轴、风扇D.机座【答案】:D8.最早出现的电动机是（）。

A.交流电动机B.步进电动机C.直线电动机D.直流电动机【答案】:D9.步进电机驱动电路的单电压电路是指在电动机绕组工作过程中只用（）对绕组供电。

A.3个电源B.2个电源C.1个电源D.多个电源【答案】:C10.步进电机可驱动的负载转矩应比最大静转矩小得多，一般为（)倍最大静转矩。

A.0.01一0.5B.0.3一0.5C.0.1一0.5D.0.03一0.5【答案】:B11.智能功率模块（IPM）指的是该电路至少把逻辑控制电路和功率半导体管集成在（）芯片上。

A.1个B.3个C.4个D.2个【答案】:A12.以下哪种方法不可以改变感应电动机的转速（）。

A.使电动机的转差率S发生变化B.调节电源频率C.改变极对数磁D.改变磁通【答案】:D13.晶闸管的导通条件是指晶闸管从阻断到导通所需的条件，这个条件是晶闸管的阳极加上反向电压，同时在门极加上反向电压。

【答案】:错误14.晶闸管关断条件要求流过晶闸管中的电流大于保持晶闸管导通所需的电流。

C N C 主要内容7.2 步进电机及其驱动控制系统主要内容：•步进电机的原理；•主要性能参数；•步进驱动的特点；•驱动控制：环形分配器，功放电路。

要求：在掌握原理基础上，注重围绕应用了解各型电机的特点、性能参数、功放电路。

主要内容定义：步进电机是一种脉冲控制的执行元件，将电脉冲转化为角位移。

每给步进电机输入一个脉冲，其转轴就转过一个角度，称为步距角。

✓脉冲数量----位移量；✓脉冲频率----电机转速；✓脉冲相序----方向。

组成：由步进电机驱动电源和步进电机组成，没有反馈环节，属于开环位置控制系统。

7.2.1 步进电机概述主要内容优点：结构简单，价格便宜，工作可靠；缺点：–容易失步（尤其在高速、大负载时），影响定位精度；–在低速时容易产生振动；–细分技术的应用，明显提高了定位精度，降低了低速振动。

应用：要求一般的开环伺服驱动系统，如经济型数控机床、和电加工机床、计算机的打印机、绘图仪等设备。

步进电动机的分类按运动方式分：旋转式、直线运动式、平面运动式和滚切运动式。

按工作原理分：反应式(磁阻式)、电磁式、永磁式、混合式。

按结构分：单段式(径向式)、多段式(轴向式)，印刷绕组式。

按相数分：三相、四相、五相、六相和八相等。

按使用频率分：高频步进电动机和低频步进电动机。

(1) 反应式步进电动机极与极之间的夹角为60°，每个定子磁极上均匀分布了五个齿，齿槽距相等，齿距角为9°。

转子铁心上无绕组，只有均匀分布的40个齿，齿槽距相等，齿距角为360°/40＝9°。

单段式的结构：三相反应式步进电动机。

定子铁心上有六个均匀分布的磁极，沿直径相对两个极上的线圈串联，构成一相励磁绕组。

特点：转子无绕组，定转子开小齿、步距小；应用最广。

7.2 步进电机及其驱动控制系统C N C(2) 永磁式步进电动机工作原理：转子或定子一方具有永久磁钢，另一方有软磁材料制成，由绕组轮流通电产生的磁场与永久磁钢相互作用，产生转矩是转子转动。

步进电机的驱动控制(环行分配器)步进电机的转动是靠不停地改变各相绕组的通电顺序实现的，若想让某相绕组通电，就要给某相绕组提供一组序列脉冲，因此步进电机有几相，就要为其提供几个脉冲序列。

步进电机需要的脉冲序列来自插补器，但对于某个单轴坐标，插补器只能按照一定线型，提供一个单序列脉冲。

因此，在插补器到步进电机之间必须有一个能将插补器的单序列脉冲转换为步进电机需要的多序列脉冲的装置，这就是环行分配器。

尽管有了环行分配器就可以将插补器的单序列脉冲转换为步进电机需要的多序列脉冲，但这些序列脉冲的信号都还不足以驱动电机运转，所以驱动控制系统中还应包括功率放大装置。

步进电机的最基本的控制系统就由环行分配器和功率放大器组成。

下面只介绍环行分配器，功率放大器涉及许多电气控制问题，留待机电一体化课程介绍。

环行分配器可以由硬件构成也可以由软件构成，下面分别介绍两方面的内容。

硬件环行分配器构成♦环行分配器的工作原理硬件环行分配器的基本构成是触发器。

因为步进电机有几相就需要几个序列脉冲，所以步进电机有几相，就要设置几个触发器。

每个触发器发出的脉冲就是一个序列脉冲，用来控制步进电机某相定子绕组的通、断电。

而触发器工作的同步信号就是来自插补器的某个坐标轴的位移驱动信号Δx或Δy。

如图1所示△X复位图1构成环形分配器的触发器例如，现在要控制X方向的步进电机，而这个电机采用三相单三拍方式工作，即步进电机是按照A→B→C→A这种方式通电的。

这就需要A、B、C 三个触发器，每个触发器的输出端QA、QB、QC都被连接到步进电机的一相定子绕组。

当QA有输出ΔA，步进电机的A相就通电，同理，若QB有输出ΔB，就使步进电机的B相通电，或者QC有输出ΔC，就使步进电机的C相通电。

你看，这时由触发器构成的环行分配器，其实就是一个三分频电路，而被分频的信号就是插补器的输出信号Δx。

于是插补器的一路信号，就被扩展成三路信号。

每来三个Δx信号脉冲，QA、QB、QC就会各有一个输出脉冲ΔA、ΔB、ΔC，步进电机的三个定子绕组各得到一次通电，转子走了三步。

计算公式：
θb = 360°
m* Z*C
式中：m －定子相数
Z － 转子齿数
C －通电方式
C = 1 单相轮流通电、双相轮流通电方式
C = 2 单、双相轮a流通电方式
9
常用步进电机的步距角
常用步进电机的步距角 常用步进电机的定子绕组多数是三相和五相, 与此相
匹配的转子齿数分别为40齿和48齿，即有
a
33
左图 CH250三相双三拍接法
右图 CH250三相六拍接法
a
34
CH250环形脉冲分配器的功能关系如下表所示
a
35
进一步讨论：
单片机输出步进脉冲后，再由脉冲分配电路按事先确定的 顺序控制各相的通断。
一般来说，硬件一旦确定下来，不易更改，这种方案，硬 件设备成本高，它的应用受到了限制。
怎样用软件产生步进脉冲呢？所谓软件产生就是用软件控 制P3.0为0或为1的次序和长短。如果先令P3.0=1，延时一 段时间，再令P3.0=0，再延时一段时间后，又令P3.0=1， 如此循环，就可构成脉冲序列，延时时间的长短决定了脉 冲呢序列的周期，而脉冲序列的周期又与步进电机的步距 有关。
A
B
C
4
1
3
2
A B
C
A B
1 4
2 3
30°
1 2
4 3
B
C
A
a
C A
20
单段反应式步进电机的工作原 理 —— 四转子齿
A
定子通电顺序：
BA→AC→CB→BA
1
B
2
转子旋转方向：
4
B
3
顺时针
A
步距角：