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关于【四相步进电机】:四相步进电机（4相步进电机接线图），今天小编给您分享一下，如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。
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- 1、四相步进电机（4相步进电机接线图）
- 2、常见步进电机的特点、选型方法以及型号参数说明基本知识
1、四相步进电机（4相步进电机接线图）
四相步进电机(四相步进电机接线图)
步进电机的工作原理
步进电机为四相步进电机，由单极DC电源供电。只要步进电机各相绕组按照合适的时序通电，步进电机就可以逐步旋转。
图1四相步进电机步进示意图
首先接通开关SB，关断SA、SC、SD，B相磁极对准转子0、3号齿。同时，转子的1、4号齿与C、D相绕组磁极交错，2、5号齿与D、A相绕组磁极交错。
当开关SC接通而SB、SA和SD断开时，转子由于C相绕组的磁力线和齿1和4之间的磁力线而旋转，齿1和4的磁极与C相绕组的磁极对准。但齿0、齿3和A、B相绕组交错，齿2、齿5和A、D相绕组交错。同样，如果A、B、C、D四相绕组依次供电，转子将沿A、B、C、D方向旋转。
根据通电顺序的不同，四相步进电机可分为单四拍、双四拍和八拍工作模式。单拍和双拍的步距角相等，但单拍的转折瞬间较小。八拍工作模式的步距角是单四拍和双四拍的一半，因此八拍工作模式不仅可以保持较高的旋转力矩，还可以提高控制精度。
单拍、双拍和八拍工作模式的上电时序和波形分别如图2.a、B和C所示:
A.单四拍b .双四拍C八拍
图2。步进电机工作时序波形图
2.基于AT89C2051的步进电机驱动系统的电路原理
图3步进电机驱动系统电路原理图
AT9C2051从P1端口P1.4~P1.7输出控制脉冲，经74LS14反相后进入9014。经9014放大后，由AT9C2051控制光电开关。光电隔离后，脉冲信号由功率管TIP122在电压和电流上放大，驱动步进电机各相绕组。用不同的脉冲信号使步进电机正转、反转、加速、减速、停止。图L1示出了步进电机的相绕组。AT89C2051选择频率为22MHz的晶体振荡器。选择较高的晶体振荡器的目的是为了在模式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
图3中，RL1~RL4指绕组内阻，50ω电阻为外部电阻，起限流作用，也是提高回路时间常数的元件。D1~D4为续流二极管，通过续流二极管(D1~D4)使电机绕组产生的反电动势衰减，从而保护功率管TIP122不受损坏。
将一个200μF电容与50 ω外部电阻并联，可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿，提高步进电机的高频性能。与续流二极管串联的200 ω电阻可以降低电路的放电时间常数，使绕组中电流脉冲的后沿更陡，缩短电流下降时间，同时也起到改善高频工作性能的作用。
3.软件设计
根据dip开关KX和KY的不同组合，驾驶员有三种工作模式可供选择:
模式1为中断模式:P3.5(INT1)为步进脉冲输入端，P3.7为正负脉冲输入端。上位机(PC或MCU)和驱动程序之间只用两根线连接。
方式二为串行通信方式:上位机(PC或MCU)向驱动程序发送控制命令，驱动程序根据控制命令自行完成相关控制过程。
模式3为dip开关控制模式:通过K1~K5的不同组合直接控制步进电机。
上电或按下复位键KR后，AT89C2051首先检测dip开关KX和KY的状态，并根据KX和KY的不同组合进入不同的工作模式。模式1的流程图和源程序如下。
在编程中，应特别注意换向时步进电机的处理。为了使步进电机在换向过程中平稳过渡，避免步骤错误，每一步都要设置一个标志位。20H单元的每一位是步进电机的正转标志位；单元21H的每个位是反转标志位。在正向旋转中，不仅正向旋转标志位被分配，而且反向旋转标志位也被分配。倒车时也是如此。这样，当步进电机换向时，最后一个位置可以作为反向运动的起点，从而避免了电机换向时的错误步进。
图4模式1的程序框图
1模式源程序:
MOV 20H，# 00H单元20H设置初始值，电机正转位置指针。
MOV 21H，# 00H单元21H设置初始值，电机反转位置指针。
MOV·P1，# 0C0HP1设置初始值，以防止电机通电时短路。
MOV TMOD，# 60HT1计数器初始化，中断开启。
MOV TL1，#0FFH
MOV TH1，#0FFH
SETB ET1
SETB环境署
SETB TR1
SJMP美元
；* * * * * * * * * *计数器1中断程序* * * * * * * * * *
IT1P: JB P3.7，FAN电机正反转指针
；* * * * * * * * * * *电机向前旋转* * * * * * * * * * * * * *
JB 00H，LOOP0
JB 01H，LOOP1
JB 02H，LOOP2
JB 03H，LOOP3
JB 04H，LOOP4
JB 05H，LOOP5
JB 06H，LOOP6
JB 07H，LOOP7
LOOP0，#0D0H
MOV 20H，#02H
MOV 21H，#40H
AJMP QUIT
LOOP1，#090H
MOV 20H，#04H
MOV 21H，#20H
AJMP QUIT
LOOP2，#0B0H
MOV 20H，#08H
MOV 21H，#10H
AJMP QUIT
LOOP3，#030H
MOV 20H，#10H
MOV 21H，#08H
AJMP QUIT
LOOP4，#070H
MOV 20H，#20H
MOV 21H，#04H
AJMP QUIT
LOOP5，#060H
MOV 20H，#40H
MOV 21H，#02H
AJMP QUIT
LOOP6，#0E0H
MOV 20H，#80H
MOV 21H，#01H
AJMP QUIT
LOOP7，#0C0H
MOV；20H，#01H
MOV 21H，#80H
AJMP QUIT
；* * * * * * * * * * * *电机反转* * * * * * * * * * * * * *
风扇:JB 08H，LOOQ0
JB 09H，LOOQ1
JB 0AH，LOOQ2
JB 0BH，LOOQ3
JB 0CH，LOOQ4
JB 0DH，LOOQ5
JB 0EH，LOOQ6
JB 0FH，LOOQ7
LOOQ0: MOV P1，#0A0H
MOV 21H，#02H
MOV 20H，#40H
AJMP QUIT
LOOQ1，#0E0H
MOV 21H，#04H
MOV 20H，#20H
AJMP QUIT
LOOQ2: MOV P1，#0C0H
MOV 21H，#08H
MOV 20H，#10H
AJMP QUIT
MOV P1，# 0D0H
MOV 21H，#10H
MOV 20H，#08H
AJMP QUIT
MOV P1，050小时
MOV 21H，#20H
MOV 20H，#04H
AJMP QUIT
LOOQ5:MOV·P1，#070H
MOV 21H，#40H
MOV 20H，#02H
AJMP QUIT
MOV·P1，#030H
MOV 21H，#80H
MOV 20H，#01H
AJMP QUIT
LOOQ7: MOV P1，#0B0H
MOV 21H，#01H
MOV 20H，#80H
退出:RETI
结束
4.结论
实验表明，该驱动器可以驱动0.5N.m步进电机。通过调节驱动部分续流二极管的电阻、电容及相关参数，可以驱动1.2N.m步进电机。驱动电路简单可靠，结构紧凑，特别适用于I/O口线和MCU资源紧张的系统。
2、常见步进电机的特点、选型方法以及型号参数说明基本知识
1、什么是步进电机？
步进电机是将电脉冲信号，转变为角位移或线位移的开环控制电机，又称为脉冲电机。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就可以驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”。
步进电机的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率，来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装。自动化设备上也常用步进电机。
2、步进电机的特点
步进电机工作时的位置和速度信号不反馈给控制系统，如果电机工作时的位置和速度信号反馈给控制系统，那么它就属于伺服电机。
相对于伺服电机，步进电机的控制相对简单，但不适用于精度要求较高的场合。步进电机低速状态下具有良好的扭矩特性。
步进电机的优点和缺点都非常的突出，优点集中于控制简单、精度高，缺点是噪声、震动和效率，它没有累积误差，结构简单，使用维修方便，制造成本低。
步进电机带动负载惯量的能力大，适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方，缺点是效率较低、发热大，有时会“失步”。优缺点如下所示。
优点
1. 电机操作易于通过脉冲信号输入到电机进行控制；
2. 不需要反馈电路以返回旋转轴的位置和速度信息（开环控制）；
3. 由于没有接触电刷而实现了更大的可靠性。
缺点
1. 需要脉冲信号输出电路；
2. 当控制不适当的时候，可能会出现同步丢失；
3. 由于在旋转轴停止后仍然存在电流而产生热量。
4.低速容易有电流磁致噪声
针对步进电机的一些缺点，德国Trinamic电机驱动芯片专门对此作出优化，拥有StealthChop低速超静音、SpreadCycle高速抑制共振的专利技术。
可以使步进电机更静音、更平稳地运行。
3、步进电机的特点
在选择步进电机时可以按以下步骤进行选择，这样可以避免选型不当带来的麻烦。具体如下，仅供参考。
1) 步进电机转矩的选择
步进电机的保持转矩，近似于传统电机所称的“功率”。当然，有着本质的区别。
步进电动机的物理结构，完全不同于交流、直流电机，电机的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小(即所要带动物体的扭力大小)，来选择哪种型号的电机。
大致说来，扭力在0.8N.m以下，选择20、28、35、39、42(电机的机身直径或方度，单位：mm);扭力在1N.m左右的，选择57电机较为合适。
扭力在几个N.m或更大的情况下，就要选择86、110、130等规格的步进电机。
2) 步过电机转速的选择
对于电机的转速也要特别考虑。因为，电机的输出转矩，与转速成反比。
就是说，步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大)，在高速旋转状态的转矩(1000转/分--9000转)就很小了。
当然，有些工况环境需要高速电机，就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。
选择电感稍小一些的电机，作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。
3)步进电机空载起动频率的选择
步进电机空载起动频率，通常称为“空起频率”。这是选购电机比较重要的一项指标。
如果要求在瞬间频繁启动、停止，并且，转速在1000转/分钟左右(或更高)，通常需要“加速启动”。
如果需要直接启动达到高速运转，最好选择反应式或永磁电机。这些电机的“空起频率”都比较高。
4)步进电机的相数选择
步进电机的相数选择，这项内容，很多客户几乎没有什么重视，大多是随便购买。其实，不同相数的电机，工作效果是不同的。
相数越多，步距角就能够做的比较小，工作时的振动就相对小一些。
大多数场合，使用两相电机比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是比较实用的。
5)针对步进电机使用环境来选择
特种步进电机能够防水、防油，用于某些特殊场合。例如水下机器人，就需要放水电机。对于特种用途的电机，就要针对性选择了。
6) 根据您的实际情况可否需要特殊规格
特殊规格的步进电机，在技术允许的范围内，加工订货。例如，出轴的直径、长短、伸出方向等。
7)如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通与确认型号
如有必要最好与技术工程师进一步沟通，以便于确认你要选择的步进机电能否满足你所要求各方面的指标。
欢迎大家一起沟通交流。
本文关键词：三相异步电机，五线四相步进电机，四相步进电机工作原理，五相步进电机，交流调速电机。这就是关于《四相步进电机，交流调速电机（常见步进电机的特点、选型方法以及型号参数说明基本知识）》的所有内容，希望对您能有所帮助！
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