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步进电机驱动控制软件设计+文献综述(4)
本次使用的步进电机是混合式两相步进电机,它的步进角为1.8度,它的结构图如图2-1所示,由于
材料
的限制,该步进电机暂时只提供X、Y两个轴方向的控制,而我们实际编程控制可以达到三个轴的控制。
图2-1 本次设计所使用的混合式步进电机结构图
图2-2为步进电机绕组接线图,A、B绕组沿径向分相,沿着定子圆周有八个突出的磁极,其中1、3、5、7磁极属于A相绕组,2、4、6、8磁极属于B相绕组,定子每个极面上有5个齿,极身上有控制绕组。转子铁芯上均匀分布50个齿,两个铁芯上的小齿相互错开半个齿距,定子的齿距和齿宽相同[8]。
图2-2 步进电机绕组接线图
其工作过程为,当两相控制绕组按AB→AB(--)→A(--)B(--)→A(--)B→AB的次序轮流通电,每拍只有一相绕组通电,四拍构成一个循环,当控制绕组上有电流通过时,便产生磁动势,它与永久磁钢产生的磁动势相互作用,产生电磁转矩,使磁矩产生步进运动。
因转子共有50个齿,其齿距角为360/50=7.2度,定子的每个极距所占的齿数为不是整数,因此当定子的A相通电时,在转子的N极,磁极1的5个齿与转子齿对齿,旁边的B相的绕组的磁极2的5个齿和转子齿有1/4齿距的错位,即1.8度。当A相断电B相通电时,磁极2转子产生N极性,吸和离它最近的S极转子的7齿,使得转子沿顺时针方向转过1.8度,实现磁极2和转子齿对齿,此时磁极3和转子齿有1/4齿距的错位。依次类推若继续按四拍顺序通电,转子就按照顺时针方向一步一步地转动,每通电一次即每来一个脉冲,转子就转过1.8度,转子转过一圈需要360/1.8=200个脉冲。由于本次单片机设计时采用硬件细分的方法,硬件方面进行了16细分,因此每次步进的角度变为1.8/16=0.1125度,转过一圈相应的也就需要360/0.1125=3200个脉冲,本次设计步进电机每转过一圈步进2mm。
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