l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序

2020-12-15 電子發燒友

l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序

發表於 2018-02-26 15:32:32

　　步進電機簡介

　　步進電動機是一種將電脈衝信號轉換成角位移或線位移的機電元件。步進電動機的輸入量是脈衝序列，輸出量則為相應的增量位移或步進運動。正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步數；做連續步進運動時，其旋轉轉速與輸入脈衝的頻率保持嚴格的對應關係，不受電壓波動和負載變化的影響。由於步進電動機能直接接受數字量的控制，所以特別適宜採用微機進行控制。

　　（一）步進電機的種類

　　目前常用的有三種步進電動機：

　　（1）反應式步進電動機（VR）反應式步進電動機結構簡單，生產成本低，步距角小；但動態性能差。

　　（2）永磁式步進電動機（PM）永磁式步進電動機出力大，動態性能好；但步距角大。

　　（3）混合式步進電動機（HB）混合式步進電動機綜合了反應式、永磁式步進電動機兩

　　者的優點，它的步距角小，出力大，動態性能好，是目前性能最高的步進電動機。它有時也稱作永磁感應子式步進電動機。

　　（二）步進電動機的工作原理

　　圖X1三相反應式步進電動機結構示意圖

　　1——定子 2——轉子 3——定子繞組

　　圖x1是最常見的三相反應式步進電動機的剖面示意圖。電機的定子上有六個均布的磁極，其夾角是60º。各磁極上套有線圈，按圖1連成A、B、C三相繞組。轉子上均布40個小齒。所以每個齒的齒距為θE=360º/40=9º，而定子每個磁極的極弧上也有5個小齒，且定子和轉子的齒距和齒寬均相同。由於定子和轉子的小齒數目分別是30和40，其比值是一分數，這就產生了所謂的齒錯位的情況。若以A相磁極小齒和轉子的小齒對齊，如圖，那麼B相和C相磁極的齒就會分別和轉子齒相錯三分之一的齒距，即3º。因此，B、C極下的磁阻比A磁極下的磁阻大。若給B相通電，B相繞組產生定子磁場，其磁力線穿越B相磁極，並力圖按磁阻最小的路徑閉合，這就使轉子受到反應轉矩（磁阻轉矩）的作用而轉動，直到B磁極上的齒與轉子齒對齊，恰好轉子轉過3º；此時A、C磁極下的齒又分別與轉子齒錯開三分之一齒距。接著停止對B相繞組通電，而改為C相繞組通電，同理受反應轉矩的作用，轉子按順時針方向再轉過3º。

　　依次類推，當三相繞組按A→B→C→A順序循環通電時，轉子會按順時針方向，以每個通電脈衝轉動3º的規律步進式轉動起來。若改變通電順序，按A→C→B→A順序循環通電，則轉子就按逆時針方向以每個通電脈衝轉動3º的規律轉動。因為每一瞬間只有一相繞組通電，並且按三種通電狀態循環通電，故稱為單三拍運行方式。單三拍運行時的步矩角θb為30º。三相步進電動機還有兩種通電方式，它們分別是雙三拍運行，即按AB→BC→CA→AB順序循環通電的方式，以及單、雙六拍運行，即按A→AB→B→BC→C→CA→A順序循環通電的方式。六拍運行時的步矩角將減小一半。反應式步進電動機的步距角可按下式計算：

　　θb=360º/NEr（x-1）

　　式中 Er——轉子齒數， N——運行拍數，N=km，m為步進電動機的繞組相數，k=1或2。

　　（三）步進電動機的特性

　　（1）步進電動機必須加驅動才可以運轉，驅動信號必須為脈衝信號，沒有脈衝信號的時候，步進電動機靜止，如果加入適當的脈衝信號，就會以一定的角度（稱為步角）轉動。轉動的速度和脈衝的頻率成正比。

　　（2）步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優越特性。（3）改變脈衝的順序，可以方便的改變轉動的方向。