步進(jìn)電機(jī)控制原理

1、5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 步進(jìn)電機(jī)是典型的開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置，它將插補(bǔ)輸出的進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移（一個(gè)脈沖控制步進(jìn)電機(jī)走一個(gè)脈沖當(dāng)量），并帶動(dòng)機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)。在機(jī)床設(shè)備中，開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)的精度主要由步進(jìn)電機(jī)決定，速度也受步進(jìn)電機(jī)性能的限制。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單，容易調(diào)整，在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合，仍有一定的使用價(jià)值。5.3 步進(jìn)電機(jī)控制AABBCC5.3 步進(jìn)電機(jī)控制1234單三拍方式通電順序：ABCA旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)針AABBCC5.3 步進(jìn)電機(jī)控制1234連續(xù)旋轉(zhuǎn)一周AABBCC5.3 步進(jìn)電機(jī)控制1234單三拍方式通電順序：ACBA旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針1234AABBCC

2、5.3 步進(jìn)電機(jī)控制雙三拍方式通電順序：ABBCCAAB旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)針1234AABBCC5.3 步進(jìn)電機(jī)控制單三拍方式通電順序：ACCBBAAC旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針AABBCC5.3 步進(jìn)電機(jī)控制1234三項(xiàng)六拍方式通電順序：AABBBCC CA A旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)針AABBCC5.3 步進(jìn)電機(jī)控制1234三項(xiàng)六拍方式通電順序：AACCCBBBAA旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針5.3.1 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)可工作于單相通電方式，也可工作于雙相通電方式以及單相、雙相交叉通電方式，選用不同的工作方式，可使步進(jìn)電機(jī)具有不同的工作性能，諸如減小步距，提高定位精度和工作穩(wěn)定性等。步距角： Zr是轉(zhuǎn)子齒數(shù)；m是運(yùn)行拍數(shù),

3、通常等于相數(shù)或相數(shù)的整數(shù)倍，即N為電動(dòng)機(jī)相數(shù)；K=1，2，4。5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 5.3.2 步進(jìn)電機(jī)控制按預(yù)定的工作方式分配各個(gè)繞組的通電脈沖；定子繞組通電狀態(tài)改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；改變定子繞組的通電順序，將改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向；控制步進(jìn)電機(jī)的速度，使它紿終遵循加速勻速減速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律工作。5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 1. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式微型計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)框圖 5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 常用的驅(qū)動(dòng)方式是高低壓驅(qū)動(dòng)：電機(jī)移步時(shí)加額定或超過(guò)額定值的電壓，以便在較大的電流驅(qū)動(dòng)下，使電機(jī)快速移步。在鎖步時(shí)則加低于額定值的電壓。2步進(jìn)電機(jī)控制5.3

4、步進(jìn)電機(jī)控制 步序P1口輸出狀態(tài)繞組通電狀態(tài)字100000001A01H200000011AB03H300000010B02H400000110BC06H500000100C04H600000101CA05H三相六拍控制程序流程圖 5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 ROUTN：JB F0，LOOP2；判別正反轉(zhuǎn) MOV R1，#POINT；建立正轉(zhuǎn)通電狀態(tài) 字地址指針LOOP1：MOV A，R1 ；讀通電狀態(tài)字 JZ ROUTN ；結(jié)束字符？是，轉(zhuǎn)到ROUTN MOV P1，A ；輸出通電狀態(tài)字 ACALL DELAY；延時(shí) INC R1；修改通電狀態(tài)字地址指針 AJMP LOOP3LOOP2：MOV A

5、，#POINT；建立反轉(zhuǎn)通電狀態(tài)字地址指針 ADD A，#07H MOV R1，A AJMP LOOP1LOOP3：DJNZ R0，LOOP1；步數(shù)減1為0？ RET5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 正、反轉(zhuǎn)通電狀態(tài)字表DB01HDB05HDB04HDB06HDB02HDB03HDB00H；結(jié)束字符POINT：DB01H DB03H DB02H DB06H DB04H DB05H DB00H；結(jié)束字符5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 步進(jìn)電機(jī)變速控制 步進(jìn)電機(jī)在工作過(guò)程中不能立即啟動(dòng)和立即停止。在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)逐步地加速到一個(gè)預(yù)定速度，在停止時(shí)應(yīng)提前減速。在一般情況下，系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率是比較低的，而要求運(yùn)行的速度往往比較

6、高，如果系統(tǒng)以要求的速度直接起動(dòng)，可能發(fā)生丟步或根本不運(yùn)行的情況。為了在不“丟”步的情況下提高速度，電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該速度較小，然后逐漸加速到接近電機(jī)的最高工作頻率運(yùn)行。反之，在到達(dá)加工終點(diǎn)前，電機(jī)就逐漸減速，待運(yùn)行速度降到一定值時(shí)再停機(jī)，以防止步進(jìn)電機(jī)由于慣性沖過(guò)終點(diǎn)。5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 變速控制中頻率與步長(zhǎng)的關(guān)系 5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 計(jì)步法變速控制程序流程圖 5.3 步進(jìn)電機(jī)控制 用微機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行加減速控制，實(shí)際上，就是改變輸出時(shí)鐘脈沖的時(shí)間間隔，升速時(shí)，使脈沖串逐漸加密，減速時(shí)，使脈沖串逐漸疏稀。 為了減少每步計(jì)算裝載值的時(shí)間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)先把各離散點(diǎn)的速度所需的時(shí)間常數(shù)固化在ROM中，系統(tǒng)運(yùn)行中用查表的方法讀取所需的裝載值，這種方法稱(chēng)為計(jì)時(shí)法。 計(jì)算機(jī)用定時(shí)器中斷的方式來(lái)控制變速時(shí)，就是不斷改變定時(shí)器裝載的定