步進電機的分類及特點

步進電機相對於(yu) 其它控製用途電機的最大區別是，它接收數字控製信號(電脈衝(chong) 信號)並轉化成與(yu) 之相對應的角位移或直線位移，它本身就是一個(ge) 完成數字模式轉化的執行元件。而且它可開環位置控製，輸入一個(ge) 脈衝(chong) 信號就得到一個(ge) 規定的位置增量，這樣的所謂增量位置控製係統與(yu) 傳(chuan) 統的直流控製係統相比,其成本明顯減低，幾乎不必進行係統調整。步進電機的角位移量與(yu) 輸入的脈衝(chong) 個(ge) 數嚴(yan) 格成正比，而且在時間上與(yu) 脈衝(chong) 同步。因而隻要控製脈衝(chong) 的數量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。  

作為(wei) 一種控製用的特種電機，步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專(zhuan) 用的驅動電源(步進電機驅動器)。在微電子技術，特別計算機技術發展以前，控製器(脈衝(chong) 信號發生器)完全由硬件實現，控製係統采用單獨的元件或者集成電路組成控製回路，不僅(jin) 調試安裝複雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之後，要改變控製方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發不同的驅動器，開發難度和開發成本都很高，控製難度較大，限製了步進電機的推廣。  

步進電動機的結構形式和分類方法較多，一般按勵磁方式分為(wei) 磁阻式、永磁式和混磁式三種;按相數可分為(wei) 單相、兩(liang) 相、三相和多相等形式。在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為(wei) 主。步進電機的運行性能與(yu) 控製方式有密切的關(guan) 係，步進電機控製係統從(cong) 其控製方式來看，可以分為(wei) 以下三類：開環控製係統、閉環控製係統、半閉環控製係統。半閉環控製係統在實際應用中一般歸類於(yu) 開環或閉環係統中。  

(1)永磁式步進電動機。  

其轉子有永磁體(ti) 的磁極，在氣隙中產(chan) 生極性交替磁場，定子由四相繞組組成。當A相繞組通電時，轉子將轉向該相繞組所確定的磁場方向。當A相斷電、B相繞組被通電勵磁時，就產(chan) 生一個(ge) 新的磁場方向，這時，轉子就轉動一角度而位於(yu) 新的磁場方向上，被勵磁相的順序決(jue) 定了轉子轉動方向。

(2) 磁阻式步進電動機。  

其定、轉子鐵芯的內(nei) 外表麵上設有按一定規律分布的相近齒槽，利用定、轉子鐵芯齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化，從(cong) 而產(chan) 生轉矩。  

(3) 混合式步進電動機。  

它的定、轉子鐵芯結構與(yu) 磁阻式步進電動機相似。轉子有永磁體(ti) 在氣隙中產(chan) 生單極性磁場，此磁場還被轉子上軟磁材料的齒槽調製。它的定子和四相反應式步進電機沒有區別，但是轉子結構還是比較複雜的(轉子內(nei) 部是圓柱形永磁鐵，兩(liang) 端套著軟磁材料，周邊有小齒和槽)。大多是兩(liang) 相或四相;須供給正負脈衝(chong) 信號;輸出轉矩比永磁式大;步距角比永磁式小;斷電時無定位轉矩;啟動和運行頻率較高;發展較快的一種步進電機。

步進電機轉速的控製方法

步進電機的調速一般是改變輸入步進電機的脈衝(chong) 的頻率來實現步進電機的調速，因為(wei) 步進電機每給一個(ge) 脈衝(chong) 就轉動一個(ge) 固定的角度，這樣就可以通過控製步進電機的一個(ge) 脈衝(chong) 到下一個(ge) 脈衝(chong) 的時間間隔來改變脈衝(chong) 的頻率，延時的長短來具體(ti) 控製步進角來改變電機的轉速，從(cong) 而實現步進電機的調速。  

步進電機是數字控製電機，其驅動電路根據控製信號工作，它將脈衝(chong) 信號轉變成角位移，即給一個(ge) 脈衝(chong) 信號，步進電機就轉動一個(ge) 角度，因此非常適合單片機控製。通過單片機控製可以實現由脈衝(chong) 分配進行控製換相順序，由給定工作方式正序換相通電控製步進電機的(即實現步進電機正轉或反轉)，通過改變兩(liang) 個(ge) 脈衝(chong) 的間隔控製步進電機的速度等調節。用普通的51單片機像AT89C2051或STC12C1052 + THB7128或THB6064這類芯片來組合就可以了。  

步進電機都要有驅動器控製，驅動器的作用是把來自控製端的脈衝(chong) 信號轉變成驅動電機線圈的電流信號，如果是全/半步距角的運動，隻要控製電機線圈電流的通斷即可，如果是細分驅動的，則要控製繞組線圈的電流大小。如果把驅動器和步進電機看出一個(ge) 整體(ti) ，則電機的轉動速度由給驅動器的脈衝(chong) 頻率控製，所以要實現自動控製轉速，則要有必要的控製電路生成自動出現的控製脈衝(chong) 來實現。  

1、控製器采用發送控製脈衝(chong) 方式，可以通過控製脈衝(chong) 頻率實現對電機轉速控製;  

2、控製器采用IO控製方式，驅動器需要常用自帶控製脈衝(chong) 發生器，可以通過模擬信號或電位器控製步進電機轉速。  

黑金剛配套的是 28BYJ48 5V 驅動的4 相5 線的步進電機，而且是減速步進電機，減速比為(wei) 1：64，步進角為(wei) 5.625/64 度。如果需要轉動1 圈，那麽(me) 需要360/5.625*64=4096 個(ge) 脈衝(chong) 信號。  

3、步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優(you) 越特性。  

4、改變脈衝(chong) 的順序，可以方便的改變轉動的方向。

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