图解: 步进电机原理与驱动方式
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发布时间：2024-10-06 22:29
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时间：2024-10-12 10:30
步进电机是一种将脉冲信号转换为机械运动的特殊电机。通过精确控制脉冲信号，步进电机能够实现精确的位置控制，无需额外的反馈。一般情况下，小型步进电机在Arino驱动下有以下两种驱动方式。
步进电机内部产生旋转磁场，当磁场依次切换时，转子（rotor）随之转动相应角度。若旋转速度过快或负载惯量过大，转子可能无法跟上节奏，导致失步。矩频特性图显示，步进电机在高速运行时，所能输出的转矩减小，可能导致失步。不同规格的步进电机具有类似的矩频特性曲线，详细信息可查阅规格书。
步进电机的磁极数量和接线方式多种多样，本文以四相步进电机为例进行讨论。四相电机内部有4对磁极，共有6条接线（两条COM共同接入Vcc）或5条线。步进电机的驱动方式包括一相励磁、二相励磁和一相与二相交替驱动等。
一相励磁方式下，电机在每个瞬间只有一个线圈导通，切换瞬间对转子的影响小，但振动易发生，且可能导致失步。二相励磁方式输出转矩较大，振动较少，切换过程中至少一个线圈通电，稳定性更强，不易失步。
步进电机的步距角是指每个脉冲信号导致的转过角度。在不超载且不失步的情况下，给电机加脉冲信号，它会转过一个步距角，实现简单线性速度和位置控制。
驱动步进电机时，可采用晶体管放大驱动信号。常用方法有直接驱动、使用ULN2003/ULN2803集成放大器、加入光耦合器以隔离反电动势，或使用L293D的H桥驱动方式。驱动板例如使用ULN2003，只需将单片机的四个输出端口连接驱动板的IN1-4，并接入5-12V电源即可。
ULN2003采用达林顿管驱动方式，增强了对大电流负载的驱动能力。使用额外的外接电源驱动晶体管或集成芯片，才是电机真正的能量提供者。实际步进电机的步距角小于理论值，采用多齿结构类似游标卡尺的工作原理，因此，本节范例所用步进电机的步距角为5.625°。若采用一–二相励磁方式，则可实现更高的分辨率。
图解: 步进电机原理与驱动方式
步进电机的步距角是指每个脉冲信号导致的转过角度。在不超载且不失步的情况下，给电机加脉冲信号，它会转过一个步距角，实现简单线性速度和位置控制。驱动步进电机时，可采用晶体管放大驱动信号。常用方法有直接驱动、使用ULN2003/ULN2803集成放大器、加入光耦合器以隔离反电动势，或使用L293D的H桥驱动方...
步进电机驱动器电路原理图怎样画
1、该电路图的工作原理：该电路是一个步进电机驱动电路，通过控制脉冲Ui，可以实现步进电机的转动。步进电机的一个线圈被表示为图中的W，通过光耦OT和脉冲变压器T与控制脉冲Ui相连。当控制脉冲Ui为高电平时，光耦OT导通，使得线圈W接收到脉冲信号，产生磁场，推动步进电机转动一个步进角度。当控制脉冲Ui为...
步进电机驱动器基本原理
步进电机驱动器的基本原理主要基于单极性直流电源的供电方式。当对电机的各个相绕组按照特定的时序进行通电，就能实现电机的逐步旋转。如图1所示，四相反应式步进电机的工作原理是通过控制SB、SA、SC和SD四个开关来实现的。在初始状态，当SB打开电源，SA、SC、SD关闭，B相与转子的0、3号齿对齐，同时1、...
步进电机与驱动器工作原理
1、整步驱动。同一种步进电机既可配整步驱动器也可配细分驱动器，但运行效果不同。2、半步驱动。在单相激磁时，电机转轴停至整步位置上，驱动器收到下一脉冲后，如给另一相激磁且保持原来相继处在激磁状态，则电机转轴将移动半个步距角，停在相邻两个整步位置的中间。3、细分驱动。细分驱动模式具...
还搞不懂步进电机?一定要看这一文,工作原理+驱动方法,秒懂
1. 工作原理与基础介绍步进电机是一种电动机，它能将电脉冲信号转化为角位移或线位移，每接收到一个脉冲，转子就相应地移动一个预设角度或前进一步。转速与脉冲频率成正比，这使得步进电机又被称为脉冲电动机。2. 双极电机与电流控制双极步进电机通过四个电线和两个线圈工作。驱动时，通过调整电流方向来...
步进电机原理和驱动
9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可采用以下方案来克服:A.如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;B.采用带有细分功能的驱动器,这是最常用的、最简便的方法;C.换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机...
步进电机驱动器原理是什么?
1、步进电机是一种作为控制用的特种电机, 它的旋转是以固定的角度(称为"步距角")一步一步运行的, 其特点是没有积累误差(精度为100%), 所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就是步进电机驱动器, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移, 或者...
【科普知识】什么是步进驱动器、驱动模式及驱动的方法?
半步驱动：通过单相和双相交替激磁，实现每脉冲0.90度的旋转，提供更高的精度，但低速时振动略小。细分驱动：通过精密电流控制，将一个步距角细分为更多细分步，适用于高精度和低速应用，但对驱动器电流控制能力有较高要求。驱动方法的优缺点驱动步进电机的方式各有千秋，以下是几种主要方法的比较：恒...
步进电机工作原理
步进电机工作原理如下：电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组会产生对应的矢量磁场。由于同极互斥，该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。如果定子生成的矢量磁场旋角度变了，那转子的角度也会随着该磁场的变化而变化。所以每输入一个电脉冲，电机就会...
步进电机驱动:如何驱动步进电机(步进电动机的驱动方式)
步进电机驱动方式的选择至关重要，主要分为开环和闭环两种。开环驱动无需反馈转子位置，由脉冲发生器、驱动电路和电机组成，结构简单、成本低廉，适用于对速度而非精度要求较高的应用场景。然而，其精度较低，稳定性可能略逊一筹。相比之下，闭环驱动则更为精确，通过位置传感器检测转子位置并反馈至脉冲...
