三相單三拍步進(jìn)電機(jī)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)三相單三拍步進(jìn)電機(jī)仿真設(shè)計(jì) 關(guān)于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)三相單三拍步進(jìn)電機(jī)仿真設(shè)計(jì)隨著生產(chǎn)過程機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的特種電動(dòng)機(jī)。這些電動(dòng)機(jī)的工作原理，一般與普通的異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的基本原理近似，但是它們?cè)谛阅?、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝上各有其特殊性，多用于自動(dòng)控制過程中。一般來說，這些電動(dòng)機(jī)的功率不大，小的只有幾分之一瓦，大的也不過幾十瓦或幾百瓦，屬于微型電動(dòng)機(jī)的范圍。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而步進(jìn)電動(dòng)卻是一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)的，故叫步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)沖信號(hào)，該電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)過一定的角度（有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以直接輸出線位移，稱為直線電動(dòng)機(jī)）。因此

2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把脈沖變?yōu)榻嵌任灰疲ɑ蛑本€位移）的執(zhí)行元件。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子為多極分布，定子上嵌有多相星形連接的控制繞組，由專門電源輸入電脈沖信號(hào)，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就前進(jìn)一步。由于輸入的是脈沖信號(hào)，輸出的角位移是斷續(xù)的，所以又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。隨著數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用將逐漸擴(kuò)大。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，按結(jié)構(gòu)可分為反應(yīng)式和激勵(lì)式兩種；按相數(shù)分則可分為單相、兩相和多相三種。圖1 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖圖1是反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，它的定子具有均勻分布的六個(gè)磁極，磁極上繞有繞組。兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一組，聯(lián)法如圖所示。 下面介紹反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單三拍的基本

3、原理。一、單三拍通電方式的基本原理及本設(shè)計(jì)的要求設(shè)A相首先通電（B、C兩相不通電），產(chǎn)生A-A軸線方向的磁通，并通過轉(zhuǎn)子形成閉合回路。這時(shí)A、A極就成為電磁鐵的N、S極。在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子總是力圖轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置，也就是要轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子的齒對(duì)齊A、A極的位置（圖2a）；接著B相通電（A、C兩相不通電），轉(zhuǎn)了便順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過30°，它的齒和C、C極對(duì)齊（圖2c）。不難理解，當(dāng)脈沖信號(hào)一個(gè)一個(gè)發(fā)來時(shí)，如果按ACBA的順序通電，則電機(jī)轉(zhuǎn)子便逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種通電方式稱為單三拍方式。圖2 單三拍通電方式時(shí)轉(zhuǎn)子的位置 采用單片機(jī)控制一個(gè)三相單三拍的步進(jìn)電機(jī)工作。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向由正反轉(zhuǎn)控制信

4、號(hào)控制。步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)由鍵盤輸入，可輸入的步數(shù)分別為3、6、9、12、15、18、21、24和27步，且鍵盤具有鍵盤鎖功能，當(dāng)鍵盤上鎖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)不接受輸入步數(shù)，也不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。只有當(dāng)鍵盤鎖打開并輸入步數(shù)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)才開始工作。 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)指示燈指示。紅色指示燈亮，同時(shí)警報(bào)響。二 步進(jìn)電機(jī)仿真電路圖 三 仿真程序#include <reg51.h>#define unchar unsigned charsbit kai_key p31; /開關(guān)，作鎖功能sbit zheng_key p32; /正轉(zhuǎn)sbit fan_key p33; /翻轉(zhuǎn)sbit 18_key p10

5、; /18步sbit 15_key p11; /15步sbit 12_key p12; /12步sbit 9_key p13; /9步sbit 6_key p14; /6步sbit 3_key p15; /3步sbit 21_key p16; /21步sbit 24_key p17; /24步sbit 27_key p30; /27步bit flag=0; /電機(jī)正反標(biāo)志位uchar bushu,maichong=3,table_begin=0;uchar code table=0x01,0x02,0x04,0x04,0x02,0x01; /電機(jī)正反轉(zhuǎn)I/O口的高低電平對(duì)應(yīng)表void dela

6、y(uchar i) /延時(shí)函數(shù)uchar j,k;for(j=i;j>0;j-)for(k=125;k>0;k-);void key()/kaikey=shuo_key;if(kai_key=0) /這里開關(guān)閉合，表示鍵盤鎖打開。如果開關(guān)不閉合，表示上鎖，電機(jī)不轉(zhuǎn) if(27_key=0) bushu=27; /步數(shù)高的優(yōu)先，即多個(gè)步數(shù)開關(guān)同時(shí)打上，運(yùn)行高步數(shù) else if(24_key=0) bushu=24; else if(21_key=0) bushu=21; else if(18_key=0) bushu=18; else if(15_key=0) bushu=15;

7、 else if(12_key=0) bushu=12; else if(9_key=0) bushu=9; else if(6_key=0) bushu=6; else if(3_key=0) bushu=3; esle bushu=0;if(zheng_key=0) flg=0;else if(fan_key=0)flg=1;void dispose() /數(shù)據(jù)處理函數(shù) if(flag=0)table_begin=0; /flag為0正轉(zhuǎn) else table_begin=3; /flag為1反轉(zhuǎn)void qudong() while(kai_key=0) while(bushu!=0)

8、unchar i,j; for(j=0+table_begin;(j<3+table_begin)&&(bushu!=0);j+) PO=tablej for(i=0;i<maichong;i+) delay(10) /延時(shí)函數(shù)，控制電機(jī)速度 bushu-; void main()while(1) key(); dispose(); qudong(); while(kai_key=0); /等待開鎖 四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需配置一個(gè)專用的電源供電，電源的作用是讓電動(dòng)機(jī)的控制繞組按照特定的順序通電，即受輸入的電脈沖控制而動(dòng)作，這個(gè)專用電源稱為驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)

9、電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電源是一個(gè)互相聯(lián)系的整體，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能是由電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電源兩者配合所形成的綜合效果。1、對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的基本要求（1）驅(qū)動(dòng)電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都工滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的需要；（2）要滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率的要求；（3）能最大限度地抑制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩；（4）工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)；（5）成本低、效率高、安裝和維護(hù)方便。2、驅(qū)動(dòng)電源的組成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源基本上由脈沖發(fā)生器、脈沖分配器和脈沖放大器（也稱功率放大器）（1）脈沖發(fā)生器 脈沖發(fā)生器是一個(gè)脈沖頻率由幾赫到幾十千赫可連續(xù)變化的脈沖信號(hào)發(fā)生器。脈沖發(fā)生器可以采用多種線路，最常見的有多諧振蕩器和單結(jié)晶體管構(gòu)成的張弛振蕩器兩種，它們都是通過調(diào)節(jié)電阻R和電容C的大小來改變電容器充放電的時(shí)間常數(shù)，以達(dá)到改變脈沖信號(hào)頻率的目的。圖6是兩種實(shí)用的多諧振蕩電路，它們分別由反相器和非門構(gòu)成，振蕩頻率由RC決定，改變R值即可改變脈沖頻率。這個(gè)仿真設(shè)計(jì)中直接由單片機(jī)的p0口輸出4組pwm驅(qū)動(dòng)電機(jī)。5 總結(jié) 這課程設(shè)計(jì)，花了整整一個(gè)星期的時(shí)間，在這些天里從仿真電路圖到程序的設(shè)計(jì)查閱了不少資料，鞏固了了以前所學(xué)的知