第十二讲直流电机步进电机.ppt

电机控制接口技术 直流电机控制 步进电机控制 直流电机的控制 正、反转控制电路 用单片机输出PWM脉冲 思考与实践 H桥电机驱动电路 H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。 H桥电机驱动电路控制电机正反转的原理 正转 反转 直流电机的调速 通过控制高电平与低电平的脉冲数即可改变PWM输出的占空比。 分立元件搭建的H桥电机驱动电路 如图所示为直流电机正反转控制、功率驱动原理图。 直流电机驱动原理图 集成电机驱动芯片L298N 实践与思考 设计一直流控制电路 功能要求: (1) 按键正、反转控制以及停止控制 (2) 可从程序中调节占空比。 #includereg51.h #include intrins.h #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit in1=P2^0; sbit in2=P2^1; sbit zz=P3^0; sbit fz=P3^1; sbit stop=P3^2; main() { while(1) { if(zz==0) { while(!zz); in1=1; in2=0; } if(fz==0) { while(!fz); in1=0; in2=1; } if(stop==0) { while(!stop); in1=0; in2=0; } } } 思考 在上面实例的基础上用按键调节电机的转速（加减速） 步进电机控制 步进电机的控制原理 应用LN298的步进电机控制电路 实践与思考 步进电机的控制原理 1. 步进电机的工作原理 三相步进电机结构示意图如图所示。 当某一相绕组通电时，与之对应的两个磁极形成N极和S极，产生磁场与转子形成磁路。当通电的一相对应的定子和转子的齿未对齐时，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子和定子的齿相互对齐。同时该相的定子和转子的齿对齐后，相邻两相的齿又变成没有对齐，这时再对错磁相进行通电，又会转动一定的角度。依次对各相通电，就会使步进电机连续转动。可见错齿是使步进电机旋转的原理。 错齿现象 步进电机的控制原理 错齿现象 电机的定子上有6个等间距的磁极A、C′、B、A′、C、B′，相对两个磁极形成一相（A－A′、B－B′、C－C′），相邻的两个磁极之间夹角为60°，每个磁极上有5个分布均匀的矩形小齿。电机的转子上共有40个矩形小齿均匀地分布在圆周上，相邻两个小齿之间的夹角为9°。由于相邻的定子磁极之间的夹角为60°，而定子和转子的齿宽和齿距都相同，所以定子磁极所对应的转子上的小齿数为个，这样一来，定子和转子就存在错齿现象。 步进电机的控制原理 2. 步进电机的控制原理 三相三拍控制方式 若A相通电，B、C相不通电，在磁场的作用下使转子的齿和A相的齿对齐，以此作为初始状态，此时B相和C相又与转子的齿错开1/3个齿距，即3°；接着如果B相通电，磁场作用又使转子的齿与B相的齿对齐，则此时转子转过了3°，即走了一步。同时又产生A相和C相的齿与转子的齿错开了1/3个齿距；若再使C相通电，又会使转子转动3°。这样依次按A→B→C→A的顺序轮流对各相磁极通以脉冲电流，则转子就会按每个脉冲转过3°的角度进行转动。改变输入各相的脉冲电流的频率，可以控制步进电机的转速，但过高的脉冲频率可能导致步进电机的失步现象。 如果以C→B→A→C的顺序通以脉冲电流，则步进电机将反方向转动。从一相通电转到另一相通电称为一拍，故上述的通电方式称为三相三拍控制方式。 步进电机的控制原理 三相六拍控制方式 以A→AB→B→BC→C→CA→A的顺序对磁极通电，一个循环共有6拍，每拍的转动角度为1.5°。可见步进电机的定位精度提高了1倍，同时也使步进电机的转动变得平稳柔和。若通电顺序为A→AC→C→CB→B→BA→A时，则步进电机按反方向转动。 除了三相步进电机以外，目前较常用的还有两相、四相以及五相步进电机等 ，其工作原理与三相步进电机类似。 L298与四相六线制步进电机 1.四相六线制步进电机 四相六线制步进电机共有4“相”控制，则有单四拍、双四拍和单双八拍三种控制方式。 单四拍：黄→橙→红→蓝→黄。 双四拍：黄橙→橙红→红蓝→蓝黄→黄橙。 单双八拍：黄→