步进电机怎么控制?
一、步进电机怎么控制?
1、步进电机动作的话要靠驱动器来驱动的,步进电机也叫脉冲电机,给一个脉冲转一个角度。
12V的话要控制要先买个开关电源,把220V变成12V接到驱动器,再用驱动器控制电机,还要
一个外部给脉冲的控制器(单片机或者PLC)给驱动器脉冲信号。
2、根据控制信号运动,一个脉冲信号走一步,步进角则根据固有参数计算,比如以5相步进电
机为例,采用基本步进角即无细分,则每给一个脉冲信号,步进电机运转0.72°,500脉冲一
圈。所以当脉冲的频率越高时,步进电机的运转速度越快,依次计算即可。
步进电机驱动器概述:
1、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,从而达到调速和定位的目的。
2、是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步
进电机按设定的方向转动一个固定的角度,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
步进电机驱动器基本原理:
1、采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机
步进转动。四相步进电机按照通电顺序的不同,分为单四拍、双四拍、八拍三种方式。
2、单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与
双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
二、步进电机怎么控制速度?
控制步进电动机的运行速度,实际上就是控制系统发出的脉冲的频率或者换相的周期。
(1)软件延时 调用延时子程序的方法实现,它占有CPU时间;
(2)定时器的方法 通过设定定时时间常数的方法来实现。
三、步进电机怎么控制回原点?
步进电机是一种常见的电机类型,常用于需要小步进操作的应用中。要控制步进电机回到原点,通常需要采用以下步骤:
了解电机原点:首先要明确电机的原点是什么位置,这通常需要有一个参考点,例如机械结构或者图纸设计中的一个位置。通常将电机回到原点意味着将其位置复位。
设置控制方式:步进电机的速度和位置可以通过使用驱动器来控制。驱动器可以通过设置不同的运动模式来控制电机的行为,例如针对特定位置的点对点模式或者针对运动的连续模式。
编程控制:使用编程语言(例如C、C++、Python等)将电机移动到原点。在编码过程中,根据电机原点和控制方式进行相应的编程设置。通常,需要向电机发送一个让其以正确的速度和方向移动到特定位置的命令。
传感器控制:在某些情况下,可以使用传感器来检测电机的位置并控制其回到原点。这种方法可以在电机运动到特定位置时停止电机。
需要注意的是,步进电机的回到原点的具
四、步进电机怎么控制行走距离?
步进电机通常是由控制器来控制行走距离的,控制器能够控制步进电机的步数和速度。步进电机的步数和转速与控制单元(如单片机、PLC等)发出的脉冲数有关,所以需要编写相应的程序,以输出对应的脉冲信号控制步进电机的行走距离。
控制步进电机的步数一般采用开环控制或闭环控制,具体方法如下:
1. 开环控制:开环控制的原理是一次性发出一定数量的脉冲信号,让步进电机转动对应的步数。为达到特定的行走距离,需要确定步进电机的步数,即每转一圈的步数。例如,如果步进电机每转一圈为200步,则要行走100个单位距离,则需要发出100 x 200 = 20000个脉冲信号,步进电机就会沿指定方向前进到期望的位置。
2. 闭环控制:闭环控制是指控制器对步进电机的状态进行反馈,实时调整电机的运动,以保证精确的定位。闭环系统根据电机位置反馈信号,校正步进电机的位置。与开环控制相比,闭环控制对步进电机的定位精度更高,但需要使用更复杂的控制算法和设备。
总之,控制步进电机的行走距离需要对电机的步数、转速、控制器的脉冲信号等进行编程,并结合开环控制或闭环控制的原理来实现。
五、5v步进电机怎么控制?
5v步进电机可以通过控制电流来控制步进电机的转动。1. 通常需要使用步进电机驱动器,可以根据实际需求设定电流大小控制电机的转速和方向,从而实现对步进电机的控制。2. 另外,也可以使用单片机或者PLC等控制器,结合步进电机驱动器进行控制,实现更复杂的控制操作,例如控制电机的转速、位置和转向等。3. 除此之外,还可以通过编写程序,使用相应的编程语言实现对步进电机的控制,例如Arduino编程和C语言等。
六、传送带步进电机怎么控制?
传送带步进电机是一种用于在传送带上移动的电机,通常用于工业自动化和机器制造等领域。以下是传送带步进电机的控制方法:
1. 手动控制:手动控制步进电机的旋转方向和速度,通常通过使用旋转把手或按钮来实现。这种方法需要经验丰富的操作员,并且需要对步进电机的旋转方向和速度有深入的了解。
2. 编码器控制:使用编码器来控制步进电机的旋转方向和速度。编码器将旋转编码器连接到步进电机的旋转轴上,并将编码器的旋转信息转换为数字信号。通过读取编码器的读数,可以手动控制步进电机的旋转方向和速度。
3. 控制器控制:步进电机通常使用控制器来控制其旋转方向和速度。控制器可以集成在机器或工厂中,或者可以通过外部设备(如传感器和执行器)来控制。控制器接收到传感器和执行器的输入信号,并根据这些信号来控制步进电机的旋转方向和速度。
4. 电磁驱动控制:使用电磁力来控制步进电机的旋转方向和速度。电磁驱动系统通过电磁线圈吸引或排斥铁芯中的磁粉,从而控制电机的旋转方向和速度。这种方法需要较高的技术成本,但可以提供更高的速度和精度。
以上是传送带步进电机的常见控制方法,具体应用会根据具体的要求和条件采用不同的控制方法。
七、打印机里边的步进电机怎么控制的?
在我们常见的普通家用型3D打印机里,步进电机在3D打印机里是一项非常重要的动力部件,今天为大家分享的是步进电机的一些相关知识。 步进电机,它与普通的交直流电机不同,普通电机給电就转,但步进电机不是,步进电机是以接到一个命令就执行一步,没有滑行量的动力电机,周圆的分布就是电机的精度,一步的大小就是步进电机的精度大小,例如,步进电机一周有分为:80步、100步、200步、280步、300步等等。在3D打印机里,步进电机负责机器升降的Z轴(也就是负责机器层厚的)来做个精度的解释和技术算。 那么步进电机与芯片程序是怎样控制3d打印机层厚的呢?步进电机带动Z轴转动,Z轴的旋转带动机器机头上升,从而产生层厚。有一些品牌的3d打印机是采用了50型号的步进电机(也就是电机外圆直径是50mm),每周为 200步,Z轴螺距为1.75mm,那么可以算出3d打印出的产品每一步的层高为“1.75mm÷200步=0.0875mm层厚”,X轴、Y轴也是同样,这已经是一根头发的精度了,这对那些拿来主义的假技术人来说就是绝对精度了,但这实际并不是最终结果,在我们的技术里,还可以用编程技术将步进电机的一步再细分解成20步,也就是0.0875mm再除以20等于0.004375,这个数字已经低于了打印材料的分子量,所以仅根据层后来确定精度是不确切的,当然,只有掌握了核心技术才能做到这一点。 在3D打印机里,步进电机的稳定性与运行精度直接影响到3D打印机的打印问题,了解步进电机的相关知识对我们在维护3D打印机时起着非常重要的作用。
八、如何控制步进电机?
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的一种控制电机。在未超载的情况下,步进电机的转速、停止的位置只取决于输入脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响。也就是说给步进电机使加一个脉冲信号,电机就会转过一个步距角。所以,步进电机是一种线性控制器件,而且步进电机只有周期性的误差而没有累积误差。这样在速度、位置等控制领域,采用步进电机可以使控制变的非常简单。
步进电机有三种类型:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)。
永磁式一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度;
反应式一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大,已被逐渐淘汰;
混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此使用步进电机要涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
九、步进电机?如何控制?
本文将为您介绍步进电机的基础知识,包括其工作原理、构造、控制方法、用途、类型及其优缺点。
步进电机基础知识
步进电机是一种通过步进(即以固定的角度移动)方式使轴旋转的电机。其内部构造使它无需传感器,通过简单的步数计算即可获知轴的确切角位置。这种特性使它适用于多种应用。
步进电机工作原理
与所有电机一样,步进电机也包括固定部分(定子)和活动部分(转子)。定子上有缠绕了线圈的齿轮状突起,而转子为 永磁体或可变磁阻铁芯。稍后我们将更深入地介绍不同的转子结构。图1显示的电机截面图,其转子为可变磁阻铁芯。
步进电机的基本工作原理为:给一个或多个定子相位通电,线圈中通过的电流会产生磁场,而转子会与该磁场对齐;依次给不同的相位施加电压,转子将旋转特定的角度并最终到达需要的位置。图2显示了其工作原理。首先,线圈A通电并产生磁场,转子与该磁场对齐;线圈B通电后,转子顺时针旋转60°以与新的磁场对齐;线圈C通电后也会出现同样的情况。下图中定子小齿的颜色指示出定子绕组产生的磁场方向。
步进电机的类型与构造
步进电机的性能(无论是分辨率/步距、速度还是扭矩)都受构造细节的影响,同时,这些细节也可能会影响电机的控制方式。实际上,并非所有步进电机都具有相同的内部结构(或构造),因为不同电机的转子和定子配置都不同。
转子
步进电机基本上有三种类型的转子:
- 永磁转子:转子为永磁体,与定子电路产生的磁场对齐。这种转子可以保证良好的扭矩,并具有制动扭矩。这意味着,无论线圈是否通电,电机都能抵抗(即使不是很强烈)位置的变化。但与其他转子类型相比,其缺点是速度和分辨率都较低。图3显示了永磁步进电机的截面图。
- 可变磁阻转子:转子由铁芯制成,其形状特殊,可以与磁场对齐(请参见图1和图2)。这种转子更容易实现高速度和高分辨率,但它产生的扭矩通常较低,并且没有制动扭矩。
- 混合式转子:这种转子具有特殊的结构,它是永磁体和可变磁阻转子的混合体。其转子上有两个轴向磁化的磁帽,并且磁帽上有交替的小齿。这种配置使电机同时具有永磁体和可变磁阻转子的优势,尤其是具有高分辨率、高速度和大扭矩。当然更高的性能要求意味着更复杂的结构和更高的成本。图3显示了这种电机结构的简化示意图。线圈A通电后,转子N磁帽的一个小齿与磁化为S的定子齿对齐。与此同时,由于转子的结构,转子S磁帽与磁化为N的定子齿对齐。尽管步进电机的工作原理是相同的,但实际电机的结构更复杂,齿数要比图中所示的更多。大量的齿数可以使电机获得极小的步进角度,小至0.9°。
定子
定子是电机的一部分,负责产生转子与之对齐的磁场。定子电路的主要特性与其相数、极对数以及导线配置相关。 相数是独立线圈的数量,极对数则表示每相占用的主要齿对。两相步进电机最常用,三相和五相电机则较少使用(请参见图5和图6)。
步进电机的控制
从上文我们知道,电机线圈需要按特定的顺序通电,以产生转子将与之对齐的磁场。可以向线圈提供必要的电压以使电机正常运行的设备有以下几种(从距离电机更近的设备开始):
- 晶体管桥:从物理上控制电机线圈电气连接的设备。晶体管可以看作是电控断路器,它闭合时线圈连接到电源,线圈中才有电流通过。每个电机相位都需要一个晶体管电桥。
- 预驱动器:控制晶体管激活的设备,它由MCU控制以提供所需的电压和电流。
- MCU:通常由电机用户编程控制的微控制器单元,它为预驱动器生成特定信号以获得所需的电机行为。
图7为步进电机控制方案的简单示意图。预驱动器和晶体管电桥可以包含在单个设备中,即驱动器。
步进电机驱动器类型
市面上有各种不同的 步进电机驱动器,它们针对特定应用具有不同的功能。但其最重要的特性之一与输入接口有关,最常见的几种输入接口包括:
- Step/Direction (步进/方向) –在Step引脚上发送一个脉冲,驱动器即改变其输出使电机执行一次步进,转动方向则由Direction引脚上的电平来决定。
- Phase/Enable(相位/使能) –对每相的定子绕组来说,Enable决定该相是否通电, Phase决定该相电流方向,。
- PWM – 直接控制上下管FET的栅极信号。
步进电机驱动器的另一个重要特性是,除了控制绕组两端的电压,它是否还可以控制流过绕组的电流:
- 拥有电压控制功能,驱动器可以调节绕组上的电压,产生的扭矩和步进速度仅取决于电机和负载特性。
- 电流控制驱动器更加先进,因为它们可以调节流经有源线圈的电流,更好地控制产生的扭矩,从而更好地控制整个系统的动态行为。
单极/双极电机
另一个可能对电机控制产生影响的特性是其定子线圈的布置,它决定了电流方向的变化方式。为了实现转子的运动,不仅要给线圈通电,还要控制电流的方向,而电流方向决定了线圈本身产生的磁场方向(见图8)。
步进电机可以通过两种不同的方法来控制电流的方向。
继续阅读 >>>请点击下方链接进入MPS官网查看全文:
https://www.monolithicpower.cn/stepper-motors-basics-types-uses?utm_source=zhihu&utm_medium=social&utm_campaign=2023_articlepromo&utm_content=202304_1十、如何用Python 控制步进电机?
如果你的步进电机驱动器有RS232或RS485端口的话,直接使用python控制PC的COM口发送数据控制就好了。
推荐阅读