下载文档原格式
题目：简易步进电机控制步进电机控制摘要：本设计采用ATMEL公司DIP-40封装的AT89S52单片机实现对四相步进电机的手动和按键控制。
由单片机产生的脉冲信号经过分配后分解出对应的四相脉冲，分解出的四相脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动。
转速的调节和状态的改变由按键进行选择，此过程由程序直接进行控制。
通过键盘扫描把选择的信息反馈给单片机，单片机根据反馈信息做出相应的判断并改变输出脉冲的频率或转动状态信号。
电机转动的不同状态由液晶LCD1602显示出来。
而设计的扩展部分可以通过红外信号的发射由另一块单片机和红外线LED完成，用红外万能接收头接收红外信号，可以实现对电机的控制进行红外遥控。
关键字：四相步进电机单片机功率放大 LCD1602步进电机控制 (1)摘要 (1)关键字 (1)前言 (3)1系统总体方案设计及硬件设计 (4)1.1步进电机 (4)1.1.1 步进电机的种类 (4)1.1.2 步进电机的特点 (4)1.1.3 步进电机的原理 (5)1.2 控制系统电路设计 (7)1.3 液晶显示LCD1602 (7)1.4 AT89S52核心部件及系统SCH原理图 (9)1.5 LN2003A驱动 (10)2软件设计及调试 (13)2.1程序流程 (13)2.2软件设计及调试 (14)3 扩展功能说明 (15)4设计总结 (16)5 设计源程序 (16)6 附录 (21)参考文献 (22)附2：系统原理图及实物图 (23)步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。
目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。
分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。
基于PLC的步进电机控制系统设计机械电子专业 XXX指导教师 XXX摘要：以德国西门子公司小型可编程逻辑控制器S7—200为中央处理单元，以步进电机作为控制对象。
介绍了PLC的概念原理以与控制的优点，步进电机的概念与工作原理，现状以与发展方向。
PLC 与步进电动机一起结合起来有很高的研究价值与意义。
本文在介绍步进电机控制特点的基础上,重点研究了步进电机的控制策略。
设计了控制系统的硬件方案，并编写了相应的控制流程，测试了实际控制效果，并提出相应的整改措施，达到更加合理高效的目标。
对于使用步进驱动器的步进控制系统，控制器对步进电机的控制关键在于控制脉冲信号的产生。
介绍了使用该控制器产生控制脉冲信号的多种不同实现方法，进而实现对步进电机不同控制方法。
关键词：可编程逻辑控制器；步进电机；控制策略；控制流程The Research Of Stepper Control Method Motor Based OnPLC Student majoring inMachinery and electronics specialtyXXXTutorXXXAbstract：With small Germany Siemens S7-200 programmable logic controller of the central processing unit, with stepping motor as control object. This paper introduces the concept of PLC principle and advantage of the control, the concept and working principle of stepper motor, the current situation and development direction. PLC combined with stepper motor has a high research value and significance. In this paper, based on the introduction to the characteristics of the stepper motor control, step motor control strategies are researched. Design the hardware of the control system scheme, and write the corresponding control process, test the actual control effect, and puts forward the corresponding rectification measures, achieve more reasonable and efficient. For using stepper drive stepper control system, the controller of stepper motor control is the key to control the generation of pulse signal. This paper introduces the control using the controller a variety of different implementation methods of the pulse signal, then the method to realize different control the stepper motor.1 / 23Keywords:Programmable logic controller; Stepping motor; The control strategy; Control the process引言伴随着经济的快速发展，科技的日新月异，产品更新换代周期缩短，生产效率有了更高的要求，特别是计算机技术的广泛的推广和普与，信息产业发挥了它无与伦比的优越性和高效性，其中可编程逻辑器件就有了更多的用武之地。
三相步进电机的控制三相步进电机的控制要求为：1、能对三相步进电机的转速、启动停止进行控制；2、可实现三相步进电机的正反转控制；3、能对三相步进电机的步数进行控制。
一、系统配置1、FX2N-32MR型PLC一台。
2、110BF003型三相反应式步进电动机一台。
3、根据对三相步进电机控制的要求，I/O配置及其接线图如图1所示。
二、程序设计三相步进电机的转速分慢速、中速和快速三档，分别通过开关S1、S2和S3选择；正反转控制通过开关S4选择；步数控制分单步、10步和100步三档，分别通过按钮SB、S6和S7选择。
图11、转速控制有脉冲发生器产生不同周期T的控制脉冲，通过脉冲控制器的选择，在通过三相六拍环形分配器使三个输出继电器Y0、Y1和Y2按照单双六拍的方式接通，其接通顺序为图2该过程对应于三相步进电机的通电顺序为图32、正反转控制通过正反转驱动环节（调换相序），改变Y0/Y1和Y2接通的顺序，以实现步进电机的正反转控制，即图4图53、步数控制通过脉冲计数器，控制六拍时序脉冲，以实现对步进电机步数的控制，三相步进电机控制的梯形图如图6所示。
三、调试运行程序将图6所示的梯形图换成程序写入plc的RAM，并调试运行程序。
图6 三相步进电机控制的梯形图续图61、转速控制选择慢速挡（接通S1），接通启动开关S0，脉冲控制器产生周期为1s的控制脉冲，使M0～M5的状态向右移位，产生六拍时序脉冲，并通过三相六拍环形分配器使Y0、Y1和Y2按照单双六拍的通电方式接通，步进电机开始慢速步进运行。
2、正反转控制先接通正反转开关S4，在重复上述转速控制操作。
3．步数控制先选择慢速挡（接通S1），在选择10步（接通S6），接通启动开关S0，六拍时序脉冲、三相六拍环形分配器开始工作，计数器开始计数。
当走完预订步数时，计数器动作，其常闭点断开移位驱动电路，六拍时序脉冲、三相六拍环形分配器及正反转驱动环节停止工作，步进电机停转。
上海昀研自动化科技有限公司自2004年起致力于三相混合式步进电机及驱动器的开发，42系列低压三相混合式步进电机，57系列低压、高压三相混合式步进电机，86系列低压、高压三相混合式步进电机，110、130系列高压三相混合式步进电机，YK3605MA，TK3411MA，YK3822MA，YKA3722MA等多款产品已成功应用于市场。
上海昀研自动化科技有限公司生产的三相混合式步进电机采用交流伺服原理工作，转子和定子的直径比高达50%，高速时工作扭矩大，低速时运行极其平稳，几乎无共振区。
其配套驱动器YK3822MA具有单相220V/50Hz输入，三相正弦输出，输出电流可设置，具有十细分和半流额定值60%功能；控制方式灵活，有“脉冲+方向控制”，也有“正转脉冲+反转脉冲”控制方式；有过热保护功能，因此使用起来十分的方便。
1．前言步进电机是一种开环伺服运动系统执行元件，以脉冲方式进行控制，输出角位移。
与交流伺服电机及直流伺服电机相比，其突出优点就是价格低廉，并且无积累误差。
但是，步进电机运行存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高等，又严重制约了步进电机的应用范围。
步进电机的运行性能与它的驱动器有密切的联系，可以通过驱动技术的改进来克服步进电机的缺点。
相对于其他的驱动方式，细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。
总体来说，细分驱动的控制效果最好。
因为常用低端步进电机伺服系统没有编码器反馈，所以随着电机速度的升高其内部控制电流相应减小，从而造成丢步现象。
所以在速度和精度要求不高的领域，其应用非常广泛。
因为三相混合式步进电机比二相步进电机有更好的低速平稳性及输出力矩，所以三相混合式步进电机比二相步进电机有更好应用前景。
传统的三相混合式步进电机控制方法都是以硬件比较器完成，本文主要讲述使用DSP及空间矢量算法SVPWM来实现三相混合式步进电机控制。
实验⼀三相异步电动机启停控制实验实验⼀三相异步电动机启停控制实验⼀、实验⽬的：1．进⼀步学习和掌握接触器以及其它控制元器件的结构、⼯作原理和使⽤⽅法；2．通过三相异步电动机的启、停控制电路的实验，进⼀步学习和掌握接触器控制电路的结构、⼯作原理。
⼆、实验内容及步骤：图1-1为三相异步电动机的基本启停电路。
电路的基本⼯作原理是：⾸先合上电源开关QF5 ，再按下“启动”按钮，KM5得电并⾃锁，主触头闭合，电动机得电运⾏。
按下“停⽌”按钮，KM5失电，主触头断开，电动机失电停⽌。
实验步骤：1．按图1-1完成控制电路的接线；2．经⽼师检查认可后才可进⾏下⾯操作！3．合上断路器QF5，观察电动机和接触器的⼯作状态；4．按下操作控制⾯板上“启动”按钮，观察接触器和电动机的⼯作状态；5．按下操作控制⾯板上“停⽌”按钮，观察接触器和电动机的⼯作状态。
6．当未合上断路器QF5时，进⾏4和5步操作，观察结果。
图 1-1 三相异步电动机基本启停控制三．实验说明及注意事项1．本实验中，主电路电压为380VAC，请注意安全。
四．实验⽤仪器⼯具三相异步电动机 1台断路器(QF5) 1个接触器(KM5) 1个按钮 2个实验导线若⼲五．实验前的准备预习实验报告，复习教材的相关章节。
六．实验报告要求1．记录实验中所⽤异步电动机的名牌数据；2．弄清QF5型号和功能；3．⽐较实验结果和电路⼯作原理的⼀致性；4．说明6步的实验结果并分析原因。
七．思考题1．控制回路的控制电压是多少？2．接触器是交流接触器，还是直流接触器？接触器的⼯作电压是多少3．如果将A点的连线改接在B点，电路是否能正常⼯作？为什么？4．控制电路是怎样实现短路保护和过载保护的？5．电动机为什么采⽤直接启动⽅法？实验⼆三相异步电动机正反转控制实验⼀、实验⽬的：1．学习和掌握PLC的实际操作和使⽤⽅法；2．学习和掌握利⽤PLC控制三相异步电动机正反转的⽅法。
⼆、实验内容及步骤：本实验采⽤PLC对三相异步电动机进⾏正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。
应用科技基于西门子s7—300PL C对三相步进电机的控制郭东平(杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100)脯要]PL C简单易学，可靠性高。
步进电机是一种常用的机电执行元件，相应的驱动和控制电路对于其整银洼能起着非常重要的作用。
本文采用s7—300PL C实现对步进电机的驱动和控制，结构简单，可靠性高，成本低，实用性强，具有较高的通用性和应用推广价值。
[关镑司]PLC；控制器；步进电机步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。
所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。
步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变，都在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。
1可编程控制器可编程序控制器(Pr ogr am m abl e L o gi c Cont r ol l e r)简称P LC，作为一种工业控制计算机，具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能，是目前广泛应用的控制装置之一。
PLC对步进电机也具有良好的控制能力，利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能，即可实现对步进电机的控制。
2步进电机控制的基本原理步进电机的基本控制包括转向控制和速度控制。
从结构上看，步进电机分为三相、四相、五相等类型，常用的是三相步进电机。
三相步进电机的工作方式有三相单三拍、三相双三拍和三相六拍3种。
2．1换相顺序的控制通电换相这一过程称为脉；中分配。
例如，三相步进电机在单三拍的工作方式下，其各相通电顺序为A—B—C—吸，通电控制脉冲必须严格按照这--N．序分别控制A、B、C相的通断。
三相双三拍的通电顺序为A B-+B C—C A—A B，三相六拍的通电顺序为A一徂B—+B—+B C—C—CA—峻。
单片机控制步进电机正反转的实际应用程序/*这是一个控制步进电机正反转的实际应用程序*//*选用的是三相步进电机驱动器,p14口线用做步进电机的脉冲控制*//*p13口线用做步进电机的方向控制。
p15,p16,p17是光耦开关量输入*//*信号端，p20,p21,p22,p23与x25045看门狗存储器相连*//*k7,k8键是设定步进电机转动速度参数的加减键*//*k9是启动运行键，按一下k9，步进电机开始运行，直到p17口线有信号输入才停止*/ /*k10是停止键，任何时候按下k10都将停止步进电机当前的运行*//*k11是步进运行键，按一下，步进电机动一下*//*k12键是反向运行键，按一下，步进电机开始反向运行，知道p15口线有信号才停止*/ /*如果p16口线有信号输入，则只有k12键才起作用，其它键都没反应。
*/START:do;$INCLUDE(REG51.DCL)DECLARE (addrl,n,I,j,ok,ds) byte; /*定义变量*/declare l(5) byte;declare (dat,data) byte at (30h);declare delay word;DECLARE ACO(11) BYTE CONSTANT (05h,9fh,23h,0bh,99h,49h,/*定义LED段码表*/ 41h,1fh,01h,09h,00h);declare si literally 'p21',sck literally 'p20'; /*X25045囗线定义*/declare so literally 'p22',cs literally 'p23';dog:procedure; /* 初始化看门狗x25045 */cs=1;call time(1);cs=0;call time(1);cs=1;end dog;run:procedure; /*步进电机运行脉冲输出程序*/if ok=1 thencall dog;do;p14=0;call time(1);p14=1;call time(1);end;end run;DISPLAY:PROCEDURE(L0,L10); /*显示子程序*/DECLARE (L0,L10) BYTE; /*定义显示二位*/n=L10;n=aco(n); /*十位数BCD码译成段码*/sbuf=n; /*十位数送164显示*/do while ti=0; /*等待发送结束*/call dog; /*看门狗定时器复位*/end;n=L0;n=aco(n);sbuf=n; /*个位数送164显示*/do while ti=0;call dog;end;end display;outbyt: procedure(da); /*向看门狗存储器写入一字节*/ declare (i,da) byte;j=da; /*将要写入的字节赋给临时变量J */do i=0 to 7; /*左移8位，送到口线si */sck=0;j=scl(j,1);si=cy;sck=1; /*每移一位数据，跟一个时钟信号*/end;end outbyt;inbyt: procedure; /* 从看门狗存储器读出一字节*/ declare (i,di) byte;j=0;do i=0 to 7;sck=1;sck=0;cy=so;j=scl(j,1); /*从看门狗存储器读出一字节送入临时变量j*/ end;dat=j;end inbyt;wrenable: procedure; /* 置看门狗写使能*/sck=0;cs=0;; /* write enable command */call outbyt(06h); /* x25045 写使能指令06h */cs=1;sck=0;end wrenable;wrdisable: procedure; /* 置看门狗写禁止*/sck=0;cs=0;; /* write disable command */call outbyt(04h);sck=0;cs=1;end wrdisable;wrregister: procedure; /* 写状态寄存器*/sck=0;cs=0;dat=01h; /* write register command */call outbyt(dat);; /* 00h--1.4S, 20h--200MS, 10h--600MS, 30h--disable Wdog */ call outbyt(00h); /* 设定看门狗定时时间*/;sck=0;cs=1;call time(200); /* wait to complete writting cycle */end wrregister;rdregister:procedure; /* 读看门狗状态寄存器*/sck=0;cs=0;; /* register read command */call outbyt(05h);call inbyt; /* status register read in <DAT> */sck=0;cs=1;end rdregister;wbyte:procedure; /* 看门狗存储器字节写入子程序*/ declare comm byte;sck=0;cs=0;comm=02h; /* 写指令02h */call outbyt(comm);call outbyt(addrl);call outbyt(dat); /* send one byte data to X25043 */cs=1;sck=0;call time(150);end wbyte;rbyte:procedure; /*看门狗存储器字节读出子程序*/declare comm byte;sck=0;cs=0;comm=03h; /* read command */call outbyt(comm);call outbyt(addrl);call inbyt; /* read one byte to <DAT> */sck=0;cs=1;end rbyte;incdata: procedure; /* 参数修改--"加"键处理子程序+ */if p10=0 then /* 如果K7键按下*/do;do while p10=0; /* 等待键松开有效*/call dog; /* 此处必需调用看门狗复位子程序（"喂狗"），否则程序将被看门狗复位*/ end;data=data+1; /* 设定值+1 */if data>99 then data=1; /* 规定设定值的上限*/L(1)=data MOD 10; /*将设定值的十位数拆出来送给十位数显示变量L(1) */L(2)=data/10; /*将设定值的个位数拆出来送给个位数显示变量L(2) */call display(L(1),L(2)); /* 将改变后的设定值送164显示出来*/call time(200); /* 延时*/call dog;call time(200);call dog;call wrenable; /* 置存储器写使能*/addrl=00h; /* 置存储器地址*/dat=l(1);call wbyte; /* 将变量L(1)的值写入存储器00h位置*/call wrenable;addrl=01h;dat=l(2);call wbyte; /* 将变量L(2)的值写入存储器01h位置*/end;end incdata;decdata: PROCEDURE; /* 参数修改---"减"键处理子程序- */IF p11=0 THEN /* k8 键处理子程序*/do;do while p11=0;call dog;end;DATA=DATA-1; /* 设定值-1 */if data=0 then data=99;L(1)=data MOD 10;L(2)=data/10;call display(l(1),l(2));call dog;call time(200);call dog;call time(200);call dog;call wrenable;addrl=00h;dat=l(1);call wbyte;call wrenable;addrl=01h;dat=l(2);call wbyte;end;END decdata;starton: PROCEDURE; /* start */declare sd byte;if p12=0 THEN /* K9键处理子程序*/do;do while p12=0;call dog;end;if p17=0 then ok=0; /* 如果p17 口线上有信号输入，则运行标志置0 （停止运行）*/ p13=1; /* 置步进电机正向运转*/call time(200);call dog;do while ok=1; /* 当运行标志为1时，执行速度延时操作*/do sd= 0 to data; /* 根据设定值data的数值延时来确定步进电机运行时的脉冲给定速度*/call dog;end;end;END starton;step: PROCEDURE; /* step */declare sd byte;p13=1; /* 置步进电机正向运转*/call time(200);IF p33=0 THEN /* k11键处理子程序*/do;if p17=0 then ok=0; /* 如果p17上有信号输入，则停止运行*/do while p33=0;do sd= 0 to data; /* 调用延时，调整步进电机的运行速度*/call dog;call time(2);end;call run;call dog;end;end;ok=0;END step;back: PROCEDURE; /* 反向运行处理子程序*/declare sd byte;IF p34=0 THENdo;do while p34=0;call dog;end;if p15=0 then ok=0; /* 反向运行时，如果遇到p15上有信号输入，则停止步进电机运行*/ p13=0; /* 置步进电机反向运行*/call time(200);call dog;do while ok=1;do sd=0 to data; /*根据设定值调节步进电机的运行速度*/call dog;call time(2);end;call run;if (p15=0 or p32=0 ) then ok=0; /* p15 或p32 口线任意一个有信号输入，停止运行*/ end;end;END back;MAIN$PROGRAM: /* 初始化主程序*/ea=0; /* 关中断*/SCON=00h; /*置串口方式0 ，串行数据输出模式*/PCON=00h;tmod=11h;enable; /* 开中断(ea=1) */SCK=0;cs=1; /* 定义存储器口线初始状态*/call wrenable;call wrregister; /* 看门狗存储器初始化*/call wrenable;call dog;p2=0ffh; /* 初始化各个口线的状态*/p1=0ffh;ok=0;p14=1;p32=1;p33=1;p34=1;p13=1;ADDRL=00h; /* 上电复位后从存储器中读出设定的速度值*/CALL rbyte;l(1)=dat;addrl=01h;call rbyte;l(2)=dat;DATA=L(1)+L(2)*10; /*将读出的值合并成十进制，存入变量data中*/ /* 以下是主循环程序*/LOOP:IF p10=0 THEN CALL incdata; /* 检测各个按键是否有按下*/IF p11=0 THEN CALL decdata;if p12=0 thendo;ok=1;call starton;end;if p34=0 thendo;ok=1;call back;end;if p33=0 thendo;ok=1;call step;end;call dog;CALL DISPLAY(L(1),L(2)); /* 将设定值送164显示*/call dog;CALL TIME(100);call dog;GOTO LOOP;END START;。
目录第一章分析题目要求 (2)1.1 课题内容 (2)1.2 课题要求 (2)1.3 分析工艺流程 (2)第二章控制系统的I/O及地址分配 (4)第三章电气控制系统原理图 (5)3.1主电路图 (5)3.2 控制电路图 (5)3.3 外端子接线图 (5)第四章系统程序 (6)第五章有关步进电机的使用 (11)第六章总结 (15)6.1总结 (15)6.2参考文献 (16)第一章 分析题目要求1.1 课题内容用PLC 控制三相六拍步进电机，其控制要求如下： 1． 三相步进电动机有三个绕组：A 、B 、C ， 正转通电顺序为：A →AB →B →BC →C →CA →A 反转通电顺序为：A →CA →C →BC →B →AB →A2． 要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
3． 具有两种转速：1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。
2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。
1.2 课题要求1． 按题意要求，画出PLC 端子接线图、控制梯形图。
2． 完成PLC 端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。
3. 完成课程设计说明书。
1.3 分析工艺流程本课题要求步进电机是三相六拍运行三相六拍正转通电顺序为：A →AB →B →BC →C →CA 三相六拍反转通电顺序为：A →CA →C →BC →B →AB所以我们可以根据通电的顺序，给相应的相序分配相应的地址，按照控制的要求我们就可以给出相应的控制程序。
该控制系统的控制原理图如下1-1：图1-1 系统控制原理图上位机 P L C 驱动器 功放电路 步进电机所以由以上控制系统的要求可以给出控制系统的程序流程图1-2:正转 反转 反转图1-2 程序控制流程图开始正反转速1运行转速2运行 转速1反向运行 转速2反向运行第二章控制系统的I/O及地址分配本控制系统的输入/输出信号的名称，代码及地址编号如表2-1表2-1名称代码地址编号输入信号启动按钮SB0 I0.0停止按钮SB1 I0.1 三相六拍电机正转SB2 I0.2 三相六拍电机反转SB3 I0.3 转过一个步距角0.5秒SB4 I0.4 转过一个步距角0.05秒SB5 I0.5输出信号A1,B1,C1 +24V(主机)A2 KM1 Q0.2B2 KM2 Q0.3C2 KM3 Q0.4第三章电气控制系统原理图3.1主电路图参照《电器与PLC控制技术试验指导书》实验16 三相步进电机的模拟控制，可以知道，我们可以用PLC直接去控制电机。
所以主电路是非常简单的，这里不再画出。
3.2 控制电路图控制电路由于用到的输入都是直接接在PLC上的，其控制过程相对比较简单。
在此略去。
3.3 外端子接线图分析上述要求可以知道，该控制系统有6个输入，三个输出，考虑到要留有余地，参照教材《电器与PLC控制技术》有关PLC选型的内容，我们可以选择CPU222（8入/6出）的PLC。
根据以上具体控制要求可以给出PLC的外端子接线图如下图3-1：图3-1 PLC外端子接线第四章系统程序根据题目要求给出以下梯形图：第五章有关步进电机的使用由《微型计算机控制技术》有关步进电机的使用可以知道：步进电机实际上是一个数字/角度转换器。
错齿是促使步进电机旋转的根本原因。
下面我们综合了解下步进电机的使用。
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。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，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。
目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。
仅仅处于一种盲目的仿制阶段。
这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦。
签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。
叙述其基本工作原理。
望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。
二、感应子式步进电机工作原理（一）反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。
下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：图5-1 定转子的转开图2、旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。
如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。
如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。
如按A，C，B，A……通电，电机就反转。
由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。
而方向由导电顺序决定。
不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。
往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。
甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。
并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。
只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。
3、力矩：电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度产生力F与（dФ/dθ）成正比。
图5-2 力矩其磁通量Ф=Br*S Br为磁密，S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度，D为转子直径Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。
力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比（只考虑线性状态）因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。
（二）感应子式步进电机1、特点：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，八相运行（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C= ,D= . 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。
图5-3 感应子式步进电机其中，曲线3电流最大、或电压最高;曲线1电流最小、或电压最低，曲线与负载的交点为负载的最大速度点。
要使平均电流大，尽可能提高驱动电压，使采用小电感大电流的电机。
第六章总结6.1总结短短的两周时间做完了本次综合课程设计，在做课程设计的时候自己学会了很多，特别是在PLC方面上，能知道设计过程中所要求的工艺步骤及相关要求。
两周的时间自己又重新学习了下PLC，对PLC又有了新的认识和理解。
特别是在编程方面自己也花费了很多时间去理解，深刻明白了编程的思维和思路，使自己受益匪浅。
我想这正是本次课程设计的目的。
当然在设计过程中也碰到过很多问题，也深刻体会理论知识和实践能力的差距。
这也是自己需要提高和学习的。
回顾起此次交流调速课程设计，从理论到实践，通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了很多有用的东西，这些将使我终身受益。
同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
作课程设计期间，曾经遇到了许多的困难，但在同学、老师、亲人的帮助及自己的不断努力下得以一一解决，于此不断地增加了自己的知识，让我懂得怎样去学习。
谨在此向多年来给予我关心和帮助的老师、同学、朋友和家人表示衷心的感谢！感谢和我一起参加设计工作的同学们，是他们让我感受到了集体的力量，怎样才会让一个集体的合作更好，以及一起实践时给我帮助和支持；感谢学校开放实验室给我的设计以及学习所提供的帮助；感谢在我以前的学习中给我指导和支持的老师及师兄，没有他们的帮助就没有此次课程设计所取的成果，在此我衷心感谢他们，我会在以后的学习和工作中不断努力用实际行动来报答他们对我的苦心栽培！在这里也感谢我的指导老师肖老师的帮助和监督，让我在这次课程设计学到了很多。
在此表示由衷的谢意。
6.2参考文献（1）张万忠刘明芹主编，《电气与PLC控制技术》北京：化学工业出版社 2006（2）潘新民王燕芳编著，《微型计算机控制技术实用教程》北京：电子工业出版社 2007（3）肖清王忠锋编写，《西门子PLC课程设计指导书》（4）肖清王忠锋编写，《电器与PLC控制技术实验指导书》（5）张怀勇等翻译《西门子自动化系统实战S7和PCS7应用实例》北京：人民邮电出版社 2007 （6）张万忠等，《可编程控制器应用技术》北京：化学工业出版社 2002（7）黄净主编，《电气及PLC控制技术》北京：机械工业出版社 2002(8) 。
