步进电机驱动器及细分控制原理(最全)word资料

步进电机的驱动原理
步进电机的驱动原理可以通过以下几点来解释：
1. 电磁驱动：步进电机内部通常包含多个线圈，每个线圈都有一对电极。

通过交替通电来激励这些线圈，可以产生磁场。

这个磁场与固定磁铁或其他线圈的磁场相互作用，从而使电机转动。

2. 步进角度：步进电机的转动一般是围绕其轴心以一定的步进角度进行的。

这个步进角度是由电机的结构和驱动信号决定的。

常见的步进角度有1.8度、0.9度、0.72度等。

通过适当的电
流驱动和控制信号，可以实现电机按照这些角度进行准确的转动。

3. 控制信号：步进电机一般需要外部的电流驱动器或控制器来提供适当的电流和控制信号。

这些控制信号通常是脉冲信号，通过改变脉冲的频率、宽度和方向，可以控制电机的转动速度和方向。

4. 开环控制：步进电机的控制通常是开环控制，即没有反馈回路来监测电机的实际位置和速度。

控制信号是基于预先设定的脉冲数目和频率来驱动电机的。

因此，步进电机在运行过程中可能存在累积误差，特别是在高速运动或长时间运行的情况下。

总而言之，步进电机的驱动原理是通过控制电流、改变磁场以及控制信号的脉冲，实现电机按照设定的步进角度进行准确转动的过程。

步进电机控制原理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步进电机件。

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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

一、步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D 四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：a. 单四拍b. 双四拍c八拍51单片机驱动步进电机的方法:驱动电压12V，步进角为7.5度. 一圈360 度, 需要48 个脉冲完成!该步进电机有6根引线，排列次序如下：1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、5:黄色、6:黑色。

步进电动机驱动器的工作原理
1.脉冲信号产生：
步进电动机驱动器通过接收外部的脉冲信号来控制步进电机的转动。

一般情况下，驱动器采用脉冲发生器产生脉冲信号，可以通过旋转编码器
或者计数器来控制脉冲频率和方向。

脉冲信号的频率和方向决定了步进电
动机的转动速度和方向。

2.脉冲信号解码：
驱动器将接收到的脉冲信号进行解码，将其转换为适当的控制信号。

根据不同的步进电动机类型，驱动器可以选择不同的解码方式，如全步进、半步进、微步进等。

解码方式决定了步进电机每次转动的步进角度。

3.电源供电：
驱动器通过内部的电源模块将外部的直流电源转换为适当的电压或电
流输出，以供步进电动机驱动。

电源模块一般包括电源变压器、整流电路
和滤波电路，可以提供稳定的电源输出。

4.驱动输出：
驱动器将解码后的控制信号转换为相应的功率输出，提供给步进电动机。

驱动器的功率输出一般包括两种类型：电流型和电压型。

电流型驱动
器通过调节输出电流的大小来控制步进电机的运动，可以提供较大的转矩。

电压型驱动器通过改变输出电压的大小来控制步进电机的运动，可以提供
较高的速度。

5.保护功能：
驱动器可以具备一些保护功能，包括过流保护、过压保护、过热保护等。

当发生异常情况时，驱动器会自动切断输出，以保护步进电动机和驱
动器本身的安全。

综上所述，步进电动机驱动器的工作原理包括脉冲信号的产生和解码、电源供电和驱动输出等环节。

通过控制这些环节，可以实现对步进电动机
的精确控制，以满足各种不同应用场景的需求。

步进电机的细分控制
步进电机的细分控制是指通过对电机的控制信号进行细分，使电机的转动角度变得更精确。

通常情况下，步进电机有固定的步距角度，比如1.8度、0.9度等。

但通过细分控制，可以将
这个步距角度进一步细分，从而实现更精确的控制。

细分控制常用的方法是使用微步驱动器。

微步驱动器可以将电机的控制信号进行细分，使电机能够以更小的步距角度运动。

常见的微步数有2、4、8、16、32、64等。

例如，如果一个步进电机的步距角度为1.8度，通过设置微步数为16，就可以将每个步进分为16个微步，从而实现步距角度为0.1125度的细
分控制。

细分控制可以提高步进电机的精度和平滑性，减小震动和噪音。

但同时也增加了系统的复杂性和控制难度。

细分控制还可以实现步进电机的微调和精确定位，适用于需要高精度的应用场合，如3D打印机、数控机床和精密仪器等。

需要注意的是，细分控制会增加步进电机的功耗和热量产生，需要考虑电机和驱动器的散热问题。

此外，选择合适的驱动器和控制方式也是细分控制的关键，不同的电机和应用场景可能需要不同的控制方法和参数设置。

步进电机驱动器参数原理步进电机驱动器是控制步进电机运动的重要组成部分，其参数原理涉及到电机的特性、控制信号和驱动器本身的工作方式等方面。

本文将详细介绍步进电机驱动器的参数原理，包括驱动方式、步长和旋转方向、驱动电流和电压、细分和微步驱动、保护和故障等方面。

1.驱动方式：步进电机驱动器一般有两种驱动方式，即全步和半步。

全步驱动方式通过控制驱动电机的两个相位以产生电机的旋转力矩，步进角为1.8度。

而半步驱动方式则在全步的基础上，通过控制同一相位电流的大小和方向，使电机能够停留在不完全的步进角位置，步进角可达到0.9度。

2.步长和旋转方向：步长是步进电机驱动器控制电机旋转的最小单位，通常以角度来表示。

驱动器通过控制电机的脉冲信号，使电机按照指定的步长来旋转。

旋转方向则通过控制驱动器的方向信号来实现，可以使电机正转或反转。

3.驱动电流和电压：步进电机驱动器需要提供足够的电流来驱动电机，以产生足够的力矩。

驱动电流大小通常由驱动器的电流调节方式来控制，可以通过调节电流增益或设置电流值来实现。

驱动器还需要提供适当的电压来保证电机正常工作。

4.细分和微步驱动：细分是指将步进电机的一个步进角细分为更小的角度，以实现更高的分辨率和更平滑的运动。

细分通常通过驱动器内部的功率电子器件，将输入的控制信号细分产生相应的驱动信号来实现。

微步驱动则是一种特殊的细分驱动方式，可以将步进电机驱动器的分辨率进一步提高，实现更精准的位置控制和运动。

5.保护和故障：步进电机驱动器通常具有多种保护功能，以防止电机或驱动器发生故障。

常见的保护功能包括过流保护、过压保护、过热保护等。

当检测到异常情况时，驱动器会采取相应的保护措施，如自动减小电流、停止输出等。

同时，驱动器还能够检测到电机的故障状态，如断线、短路等，并通过指示灯或故障输出信号来通知用户。

总之，步进电机驱动器的参数原理包括驱动方式、步长和旋转方向、驱动电流和电压、细分和微步驱动、保护和故障等方面。

步进电机的细分步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的电磁机械装置,它具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，已经在当今工业上得到广泛的应用，但其步矩角较大，一般为1.5o~3o，往往满足不了某些高精密定位、精密加工等方面的要求。

实现细分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。

本文在选择了合理的电流波形的基础上，提出了基于Intel 80C196MC 单片机控制的步进电机恒转矩细分驱动方案，其运行功耗小，可靠性高，通用性好，具有很强的实用性。

细分电流波形的选择及量化步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分。

一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。

因此，要想实现对步进电机的恒转矩均匀细分控制，必须合理控制电机绕组中的电流，使步进电机内部合成磁场的幅值恒定，而且每个进给脉冲所引起的合成磁场的角度变化也要均匀。

我们知道在空间彼此相差2p/m的m相绕组，分别通以相位上相差2p/m而幅值相同的正弦电流，合成的电流矢量便在空间作旋转运动，且幅值保持不变。

这—点对于反应式步进电机来说比较困难，因为反应式步进电机的旋转磁场只与绕组电流的绝对值有关，而与电流的正反流向无关。

以比较经济合理的方式对三相反应式步进电机实现步距角的任意细分，绕组电流波形宜采用如图1所示的形式。

图中，a为电机转子偏离参考点的角度。

ib滞后于ia，ic超前于ia。

此时，合成电流矢量在所有区间b＝Ime-ja，从而保证合成磁场幅值恒定，实现电机的恒转矩运行。

且步进电机在这种情况下也最为平稳。

将绕组电流根据细分倍数均匀量化后，所得细分步距角也是均匀的。

为了进一步得到更加均匀的细分步距角，可通过实验测取一组在通入量化电流波形时的步进电机细分步距的数据，然后对其误差进行差值补偿，求得实际的补偿电流曲线。

步进电机细分工作原理
步进电机细分工作原理是指通过控制电流波形，使步进电机在每个步进角度上分为更小的微步，从而实现更精确的控制。

步进电机是一种将电信号转换为机械运动的装置，它由一个固定的磁场与一个可旋转的磁场之间的相互作用驱动。

当电流通过驱动器中的细分电路时，细分电路会将输入的电流信号进行分析并转换为根据所设定的细分级数产生相应的电流波形。

细分电路中通常采用Pulse Width Modulation（PWM）技术，即通过调节电流信号的占空比来控制电机的驱动电流。

通过改变电流的大小和方向，可以实现步进电机的连续旋转或停止。

在细分过程中，输入的电流信号被切割成很多个小步进，通过不断改变电流的大小和方向，可以使步进电机在任意位置停下或继续旋转，从而实现更高的定位精度。

细分级数的选择对步进电机的运动精度和平滑度有重要影响。

通常情况下，细分级数越高，步进电机的旋转角度越小，运动精度和平滑度越高。

然而，细分级数越高，所需的计算和控制效率也会越低，因此需要在控制系统设计中进行权衡。

两相混合式步进电机细分控制两相混合式步进电机细分控制是一种常用的步进电机控制技术，可以实现高精度和高速度的运动控制。

本文将介绍两相混合式步进电机的工作原理、细分控制技术以及在实际应用中的一些注意事项。

首先，我们来了解一下两相混合式步进电机的工作原理。

两相混合式步进电机由两个相位的线圈组成，每个相位有两个线圈。

当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场会与电机中的永磁体相互作用，从而产生力矩，推动电机转动。

通过交替激励两个相位的线圈，可以控制电机的转动方向和步长。

在细分控制中，我们需要将一个完整的步进角度细分为更小的角度，以提高步进电机的精度和平滑性。

常见的细分控制技术有全步进、半步进和微步进。

全步进是最基本的细分控制技术，将一个完整的步进角度等分为若干个小角度。

例如，将一个360度的步进角度等分为200个小角度，每个小角度为1.8度。

全步进可以实现较高的转动精度，但在低速运动时容易产生共振和震动。

半步进是在全步进的基础上进行细分的一种技术。

它将一个完整的步进角度等分为更小的角度，并在每个小角度中交替激励两个相位的线圈。

例如，将一个360度的步进角度等分为400个小角度，每个小角度为0.9度。

半步进可以提高步进电机的转动平滑性和精度，但在高速运动时容易失步。

微步进是最高级别的细分控制技术，可以将一个完整的步进角度细分为更小的角度，并通过改变线圈电流的大小和方向来控制电机的转动。

微步进可以实现非常高的转动精度和平滑性，但同时也增加了系统复杂性和成本。

在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的细分控制技术。

如果对转动精度要求较高，可以选择全步进或半步进；如果对转动平滑性要求较高，可以选择半步进或微步进。

同时，还需要注意以下几点：1. 选择合适的驱动器和控制器：不同的细分控制技术需要相应的驱动器和控制器来实现。

因此，在选择步进电机系统时，需要考虑其兼容性和可靠性。

2. 控制参数调整：在使用细分控制技术时，需要根据具体情况调整控制参数，如脉冲频率、加速度和减速度等。

步进电机驱动器细分定义要了解步进电机驱动器的“细分”，先要弄清步进电机“步距角”这个概念：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。

电机出厂时给出了一个步距角的值，如电机给出的值为7.5°/15°（表示半步工作时为7.5°、整步工作时为15°），这个步距角可以称之为“电机固有步距角”，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。

步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小了，如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为“电机固有步距角”的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动7.5°；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了1.5°，这就是细分的基本概念。

细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。

2、步进电机驱动器细分的优点驱动器细分后的主要优点为：消除了电机的低频振荡：低频振荡是步进电机（尤其是反应式电机）的固有特性，而细分是消除它的唯一途径，如果步进电机有时要在共振区工作（如走圆弧），选择细分驱动器是唯一的选择。

提高了电机的输出转矩：尤其是对三相反应式步进电机，其力矩比不细分时提高约百分之30-40 。

提高了电机的分辨率：由于减小了步距角、提高了步距的均匀度，“提高电机的分辨率”是不言而喻的。

3、步进电机驱动器细分的缺点由于要连续将细分数据写入ADC，细分越多，数据量就大，占用CPU资源，所以一般仅仅作为一个单独的模块。

以上这些优点，尤其是在性能上的优点，并不是一个量的变化，而是质的飞跃。

根据记录，原来使用不细分驱动器的用户通过比较后，大都改选为细分驱动器。

所以建议最好选用细分驱动器。

步进电机驱动器的工作原理
步进电机驱动器的工作原理如下：
1. 步进电机驱动器接收来自控制器的输入信号，这些信号告诉电机要旋转多少步数以及旋转方向。

2. 驱动器将输入信号转换成适合步进电机操作的电流波形。

这通常涉及将信号转换为数字脉冲，然后通过逻辑电路将脉冲转换为电流波形。

3. 电流波形被送到步进电机的线圈。

步进电机通常由多个线圈组成，当电流通过线圈时，会产生一个磁场。

4. 磁场的极性和强度的变化导致步进电机的转动。

线圈之间的磁场相互作用会导致电机转动到下一个步进角度。

5. 驱动器接收到的下一个步进信号后，会改变电流波形的极性和强度，从而改变步进电机的转动。

这样的迭代过程将使步进电机按照预定的旋转步数和方向精确地旋转。

总的来说，步进电机驱动器通过将输入信号转换为适合步进电机操作的电流波形，改变电流波形的极性和强度，以及通过线圈之间的磁场相互作用来控制步进电机的运动。