步进电机
步进电机是一种将电脉冲转换成角位移的施行机构，是专门用于切确调速和定位的特种电机。每输进一个脉冲，步进电机就会转过一个固定的角度或者说前进一步。改动脉冲的数量和频次，能够掌握步进电机角位移的大小和扭转速度。
图1-1 步进电机外形
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工做原理
●单三拍掌握下步进电机的工做原理
单三拍掌握中的“单”指的是每次只要一相掌握绕组通电。通电挨次为U→V→W→U或者按U→W→V→U挨次。“拍”是指由一种通电形态转换到另一种通电形态；“三拍”是指颠末3次切换掌握绕组的电脉冲为一个轮回。
当U相掌握绕组通进脉冲时，U、U′为电磁铁的N、S极。因为磁路磁通要沿着磁阻最小的途径闭合，如许使得转子齿的1、3要和定子磁极的U、U′对齐，如下图（a）所示。
图1-2 单三拍掌握下步进电机的工做原理
当U相脉冲完毕，V相掌握绕组通进脉冲，转子齿的2、4要和定子磁极的V、V′对齐，如上图（b）所示。和U相通电比照，转子顺时针扭转了30°。
当V相脉冲完毕，W相掌握绕组通进脉冲，转子齿的3、1要和定子磁极的W、W′对齐，如上图（c）所示。和V相通电比照，转子顺时针扭转了30°。
通过上边的阐发可知，假设按U→V→W→U挨次通进脉冲，转子就会按顺时针一步一步的动弹，每步转过30°，通进脉冲的频次越高，转得越快。
●双三拍和六拍掌握下步进电机的工做原理
双三拍和六拍掌握与单三拍掌握比拟，就是通电的挨次差别，转子的扭转体例与单三拍类似。双三拍掌握的通电挨次为UV→VW→WU→UV；六拍掌握的通电挨次为U→UV→V→VW→W→WU→U。
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几个重要参数
●步距角
指掌握系统每发出一个脉冲信号，转子城市转过一个固定的角度，那个固定的角度，就喊步距角。那是步进电机的一个重要的参数，在步进电机的名牌中会给出。步距角的计算公式为β=360°/ZKM，此中Z为转子齿数，M为定子绕组相数，K为通电系数，当前后通电相数一致K为1，不然K为2。
●相数
指定子的线圈组数，或者说产生差别对磁极N、S磁场的励磁线圈的对数。目前常用的有两相、三相和五相步进电机。两相步进电机步距角0.9°/1.8°；三相步进电机步距角0.75°/1.5°；五相步进电机步距角0.36°/0.72°。步进电机驱动器假设没有细分，用户次要靠抉择差别相数的步进电机来称心本身的步距角；假设有步进电机驱动器，用户能够通过步进电机驱动器改动细分来改动步距角，那时相数就没有意义了。
●连结转矩
指步进电机通电但没动弹时，定子锁定转子的力矩。那是步进电机的另一个重要的参数。
步进电机驱动器
步进电机驱动器是一种能使步进电机运转的功率放大器。当掌握器发出脉冲信号和标的目的信号，步进电机驱动器领受到那些信号后，先辈行环形分配和细分，然后停止功率放大，如许就将微弱的脉冲信号放大成安培级的脉冲信号，从而驱动了步进电机。
下面以温州某公司的步进电机驱动器为例停止讲解。
图1-3 步进电机驱动器外形及端子标注
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拨码开关设置
拨码开关的设置，是步进电机驱动器利用中的一项重要内容。步进电机驱动器通过拨码开关的差别组合，能设定步进电机的运行电流和细分。有些厂家的驱动器还能通过拨码开关设置半流/全流锁定。
● 细分设定
细分通过SW1、SW2和SW3三个拨码开关的差别组合来设定。拨码开关SW1、SW2和SW3的组合见下表。例如步进电机名牌步距角为1.8°，细分设置为4（即SW1为ON，SW2为OFF，SW3为OFF），那么步进电机转一圈需要脉冲数=(360°/1.8°)×4=800个。
拨码开关SW1、SW2和SW3的组合
● 步进电机运行电流的设定
步进电机驱动器通事后三个拨码开关SW4、SW5和SW6差别组合，设定步进电机的运行电流。在设定运行电流，需查看步进电机的名牌中的额定电路，设定的运行电流不克不及超越步进电机的额定电流。
步进电机驱动器后三个拨码开关SW4、SW5和SW6的组合见下表。例如步进电机名牌额定电流为1.5A，那么步进驱动器拨码开关SW4为ON，SW5为ON，SW6为OFF，即此时的运转电流为1.5A。
● 步进电机运行电流的设定
步进电机驱动器通事后三个拨码开关SW4、SW5和SW6差别组合，设定步进电机的运行电流。在设定运行电流，需查看步进电机的名牌中的额定电路，设定的运行电流不克不及超越步进电机的额定电流。
步进电机驱动器后三个拨码开关SW4、SW5和SW6的组合见下表。例如步进电机名牌额定电流为1.5A，那么步进驱动器拨码开关SW4为ON，SW5为ON，SW6为OFF，即此时的运转电流为1.5A。
拨码开关SW4、SW5和SW6的组合
此外，有些驱动器还能停止半流/全流锁定形态设置。拨码开关能设定驱动器工做在半电流锁定形态，仍是全电流锁定形态。拨码开关为ON时， 驱动器工做在半电流锁定形态；拨码开关为OFF，驱动器工做在全电流锁定形态；半流锁定形态是指当外部输进脉冲串停行并继续 0.1S 后，驱动器的输出电流将主动切换为一般运行电流的一半以降低发热，庇护电机不受损坏。现实利用中，定见设置成半流锁定形态。
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步进电机驱动器与掌握器之间的接线
步进电机驱动器与掌握器之间的接线，分为共阳极接法和共阴接法。鄙人图中，PUL+和PUL-步进脉冲信号正和负端子，DIR+和DIR-为标的目的信号正和负端子， VCC和GND为供电电源正负端子。所谓的共阳极接法，是将脉冲正端子和标的目的正端子别离与掌握器的公共端相连，将脉冲负端子和标的目的负端子别离与掌握器的脉冲端和标的目的端相连；所谓的共阴极接法，是将脉冲负端子和标的目的负端子别离与掌握器的公共端相连，将脉冲正端子和标的目的正端子别离与掌握器的脉冲端和标的目的端相连；西门子S7-200 SMART PLC与此款步进电机驱动器接线时，应摘用共阴极接法。
图1-4 步进电机驱动器与掌握器之间的接线
特殊阐明，有些步进电机驱动器 Vcc供电为5V，步进电机驱动器各掌握端能够和掌握器响应输出端间接接进；假设Vcc供电电压超越5V，掌握器响应输出端就需外加限流电阻。
图1-5 特殊情状下的步进电机驱动器与掌握器之间的接线
做
者
简
介
韩相争
持久处置主动化工程设想和手艺研究，获得创造和适用新型专利多项，近年来著工控类册本多部，如《彻底学会S7-200 SMART PLC》《西门子PLC、触摸屏、变频器、组态软件一本通》《西门子S7-200 SMART PLC编程身手与案例》《三菱FX系列PLC编程速成全图解》等，两部图书获中国石油化工结合会优良出书物一、二等奖，其做品以图文并茂和适用性广受读者好评，长居PLC排行榜前列。
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做者：韩相争
责编：银河铁道
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