步進(jìn)電機主要運用場(chǎng)合

目前電腦繡花機使用的步進(jìn)電機大多為三相混合式步進(jìn)電機，采用細分驅動(dòng)技術(shù)可以大大提高步進(jìn)電機的運行質(zhì)量，減小轉矩波動(dòng)，抑制振蕩，降低噪聲，提高步進(jìn)分辨率。

一、步進(jìn)電機主要用在一些有定位要求的場(chǎng)合，比如：線(xiàn)切割的拖臺、植毛機的臺(孔定位)、包裝機(定長(cháng))，基本都用在涉及定位的場(chǎng)合。

二是廣泛應用于A(yíng)TM機、噴墨打印機、雕刻機、照片機、噴涂設備、醫療儀器設備、計算機外設及海量存儲設備、精密儀器、工業(yè)控制系統、辦公自動(dòng)化、機器人等領(lǐng)域，特別適合要求運行穩定、噪音低、響應快、使用壽命長(cháng)、輸出扭矩大的應用。

第三，步進(jìn)電機廣泛應用于紡織機械和設備，如電腦刺繡機。這些步進(jìn)電機具有保持轉矩低、響應速度快、運行噪音低、運行穩定、控制性能好、整機成本低等特點(diǎn)。

　　步進(jìn)電機應用注意事項

1.步進(jìn)電機用于低速場(chǎng)合——每分鐘轉速不超過(guò)1000轉(0.9度時(shí)為6666PPS)，好在1000-3000 PPS(0.9度)之間使用?？梢酝ㄟ^(guò)減速器使其在這里工作，此時(shí)電機工作效率高，噪音低。

2.步進(jìn)電機好不要使用全步進(jìn)狀態(tài)，振動(dòng)大。

3.由于歷史原因，只有標稱(chēng)12V電壓的電機使用12V，其他電機的電壓值不是驅動(dòng)電壓伏特值，所以驅動(dòng)電壓可以根據司機選擇(建議：57BYG使用DC 24V-36V，86BYG使用DC 50V，110BYG使用DC 80V更高)。當然，除了12v恒壓驅動(dòng)外，12V電壓也可以使用其他驅動(dòng)電源，但要考慮溫升。

4.對于大轉動(dòng)慣量的負載，應選擇大框架尺寸的電機。

5.當電機處于高速或大慣性負載時(shí)，一般不以工作轉速啟動(dòng)，而是逐漸增加頻率和速度。，電機不失步。二是可以降低噪音，提高停車(chē)定位精度。

6.精度高的時(shí)候要通過(guò)機械減速，提高電機轉速，或者采用高細分數的驅動(dòng)器來(lái)解決，或者可以采用5相電機，但是整個(gè)系統價(jià)格昂貴，廠(chǎng)家少，已經(jīng)淘汰了就是外行人的說(shuō)法了。

7.電機不應在振動(dòng)區域工作。如有必要，可以通過(guò)改變電壓和電流或增加一些阻尼來(lái)解決。

8.電機在600PPS(0.9度)以下工作時(shí)，應采用小電流、大電感、低電壓驅動(dòng)。

9.應遵循開(kāi)車(chē)前選擇電機的原則。

　　四款步進(jìn)電機電路圖

　　電路圖一：

步進(jìn)電機驅動(dòng)電路與51單片機的連接電路圖如上；

步進(jìn)電機的驅動(dòng)信號必須是脈沖信號！旋轉速度與脈沖頻率成比例，

這個(gè)步進(jìn)電機的步進(jìn)角度是7.5度。完成360度轉彎需要48個(gè)脈沖(上圖用6腳端子代替步進(jìn)電機)。

a組(即上圖步進(jìn)電機第三針)線(xiàn)圈對應P2.4；

b組(即上圖步進(jìn)電機第四針)線(xiàn)圈對應P2.5；

c組線(xiàn)圈(即上圖步進(jìn)電機第五針)對應P2.6；

d組(即上圖步進(jìn)電機第六針)線(xiàn)圈對應P2.7；

遠期訂單：AB組- BC組- CD組-

-DA組（即一個(gè)脈沖，正轉7.5度）。

　　電路圖二：

　　步進(jìn)電機具有快速啟停、精確定位的特點(diǎn)，在數字控制領(lǐng)域經(jīng)常使用步進(jìn)電機作為位置控制的執行機構。步進(jìn)電機在快速運行中，要求驅動(dòng)電路提供給步進(jìn)電機繞組的驅動(dòng)電流盡可能地接近其技術(shù)指標要求的數值，以產(chǎn)生足夠的轉矩。由于步進(jìn)電機是感性負載，當運行速度提高后要提高繞組的工作電流，必須提高電源電壓。實(shí)際應用中，常采用的控制方式是高低壓恒流斬波控制。在筆者給西北軸承廠(chǎng)改造磨床的過(guò)程中，設計了一種實(shí)用的步進(jìn)電機驅動(dòng)電路，它可以驅動(dòng)75BF003-130BF003四種型號的三相六拍反應式步進(jìn)電機，高運行頻率每分鐘15000步。該電路除具有恒流斬波的特性外，還具有過(guò)流保護和超溫保護的功能。

　　路（圖1）由速度判別電路，過(guò)流超溫檢測電路，A、B、C相驅動(dòng)電路和電源組成。在該電路中，有單片機輸出的A相驅動(dòng)信號（PA）、B相驅動(dòng)信號（PB）、C相驅動(dòng)信號（PC）和鎖相驅動(dòng)信號（L），均為低電平有效。驅動(dòng)步進(jìn)電機的高壓電源采用AC70V整流濾波后供給，鎖相電源采用AC4.5V半波整流后供給。另外，電路還需要的+12V和+5V直流電壓采用對AC10V和AC5V經(jīng)過(guò)二極管整流濾波后獲得，數字電路所需要的電源通過(guò)板間接口J401由主機提供?！　?各部分電路介紹　　2.1速度判別電路　　速度判別電路的核心是一片可重觸發(fā)單穩CD4538（圖2）。當單片機控制步進(jìn)電機運行時(shí)，首先將鎖相驅動(dòng)信號L置為高電電平，隨后PA、PB、PC按照A→AB→B→BC→C→CA→A（或AC→C→BC→B→AB→A→AC）的順序依次輪流出現低電平，從而驅動(dòng)步進(jìn)電機一步一步地運行。由于在運行過(guò)程中，PA、PB和Pc信號至少有一個(gè)會(huì )出現跳變（上升沿或下降沿），而這種跳變經(jīng)過(guò)由電阻和電容（如R470、C411、R471、R490和D431等）組成的微分電路變成一個(gè)負脈沖加到8輸入端與非門(mén)U409的輸入端，進(jìn)而在其輸出端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖觸發(fā)單穩U408A；U408A的輸出Q與鎖相驅動(dòng)信號L經(jīng)過(guò)由鍺開(kāi)關(guān)二極管D473、D474構成的與門(mén)去控制A、B、C三相驅動(dòng)電路的斬波電路。由于U408A的暫態(tài)時(shí)間大約是1S，因此當步進(jìn)電機的運行速度低于每秒鐘l步時(shí)，速度判別電路先輸出約1S的高電平，使各相驅動(dòng)電路進(jìn)行約1S的恒流斬波動(dòng)作，使步進(jìn)電機迅速到位，隨后轉到鎖相狀態(tài)（步進(jìn)電機各相的電流降到其工作電流的大約一半），以降低步進(jìn)電機的功耗。

　　電路圖三：

　　圖4 四相步進(jìn)電機功率驅動(dòng)電路

　　LM331的輸出頻率和輸入電壓存在如下關(guān)系：f0=Vi/（IRt1RL），其中t1由外接的定時(shí)元件Rt和Ct決定，t1＝1.1RtCt，IR由內部精密電流源提供，IR＝1.9V/RS。故f0=ViRS/（2.09RtRLCt）。RS為可調電阻，它的作用是調整LM331的增益偏差。Ct為濾波電容，一般為 0.01～0.1μF，在濾波效果較好的情況下，可使用1μF的電容。為了提高精度和穩定度，組容元件選用低溫度系數的器件。應用舉例用PMM8713步進(jìn)電機環(huán)形分配器與SI7300A步進(jìn)電機功率放大器設計了一個(gè)四相步進(jìn)電機功率驅動(dòng)電路，PMM8713采取單脈沖輸入、1-2相勵磁方式，電路如圖5所示。圖中PD控制端為SI7300A的輸入電流I0調節端，可懸空或接高電平，接高電平時(shí)可適當提高SI7300A的輸出電流I0，在本應用系統中懸空使用。圖中PMM8713的時(shí)鐘脈沖輸入信號由LM331（V/F）輸出，方向控制信號和步進(jìn)電機的起停信號由窗口比較電路給出。

　　電路圖四：

　　介紹了BYG通用系列二相步進(jìn)電機常采用的的單極性和雙極性2種驅動(dòng)電路的設計，從原理上體現了二相步進(jìn)電機的控制方法，增加了步進(jìn)電機驅動(dòng)電路設計的靈活性。二相步進(jìn)電機的單極性和雙極性2種驅動(dòng)電路設計都采用了一片可在線(xiàn)編程的單片機AT89S52作為控制器，由達林頓功率管TIP142組成的電路作為驅動(dòng)器，電路結構簡(jiǎn)單，設計思路清晰。

　　單極性驅動(dòng)電路圖

　　雙極性驅動(dòng)電路圖