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MCU和DSP控制永磁步进电机探讨

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MCU和DSP控制永磁步进电机探讨

发布日期:2017-03-16 作者: 点击:

本文介绍了一些重要的步进电机相关技术,为开发人员基本了解步进电机的工作原理提供了足够的信息,同时也介绍了用微控制器或数字信号处理器控制步进电机的方法。

步进电机也叫步进器,它利用电磁学原理,将电能转换为机械能。步进电机有许多种形状和尺寸,但不论形状和尺寸如何,它们都可以归为两类:可变磁阻步进电机和永磁步进电机。本文重点讨论更为简单也更常用的永磁步进电机

步进电机的构造

步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常情况下,一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管,而在电机中,绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。如果线圈中电流的流向如图1所示,并且我们从电机顶部向下看齿槽的顶部,那么电流在绕两个齿槽按逆时针流向流动。根据安培定律和右手准则,这样的电流会产生一个北极向上的磁场。

永磁步进电机


现在假设我们构造一个定子上缠绕有两个绕组的电机,内置一个能够绕中心任意转动的永久磁铁,这个可旋转部分叫做转子。给出了一种简单的电机,叫做双相双极电机,因为其定子上有两个绕组,而且其转子有两个磁极。如果我们按图2a所示方向给绕组1输送电流,而绕组2中没有电流流过,那么电机转子的南极就会自然地按图中所示,指向定子磁场的北极。

再假设我们切断绕组1中的电流,而所示方向给绕组2输送电流,那么定子的磁场就会指向左侧,而转子也会随之旋转,与定子磁场方向保持一致。

接着,我们再将绕组2的电流切断,按照图2c的方向给绕组1输送电流,注意:这时绕组1中的电流流向与所示方向相反。于是定子的磁场北极就会指向下,从而导致转子旋转,其南极也指向下方。

然后我们又切断绕组1中的电流,按照给绕组2输送电流,于是定子磁场又会指向右侧,从而使得转子旋转,其南极也指向右侧。

最后,我们再一次切断绕组2中的电流,并给绕组1输送如图2a所示的电流,这样,转子又会回到原来的位置。

至此,我们对电机绕组完成了一个周期的电激励,电机转子旋转了一整圈。也就是说,电机的电频率等于它转动的机械频率。


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