直流电机与步进电机区别(详细解说).ppt

直流电机和电机，熊磊(组长)陆斌建龙唐星，直流电机，定义：作为直流能量输出或输入的旋转电机，称为直流电机，是能够实现直流能量和机械能量相互转换的电机。 作为电动机运转时为直流电动机，将电能转换为机械能的发电机运转时为直流发电机，将机械能转换为电能。 直流电机广泛应用于数控机床、光缆设备、机械加工、印刷电路板设备、焊接切割、机车车辆、医疗设备、通信设备、卫星地面接收系统等行业。 分类：根据结果主要分为直流电动机和直流发电机类型，主要分为直流无刷电动机和直流无刷电动机的直流电动机励磁方式是如何向励磁绕组供电，产生励磁磁力产生主磁场的问题。 励磁方式主要有其他励磁直流电机、并联励磁直流电机、串联励磁直流电机、复合励磁直流电机。 此外，直流电机的PWM控制系统框图中，由设定值计数器、锯齿波发生器和数字比较器构成PWM信号的发生电路： U/D=1时，输入CLK2，设定值计数器的输出值增加，PWM的占空比增加，电机加速。 总之，U/D=0时，电机变慢。 输出因锯齿波计数器CLK0而周期性线性增加的锯齿波。 在经过数字比较器后的计数值小于设定值的情况下，数字比较器输出低电平，相反，通过输出高电平来生成PWM波形。 直流电机的PWM控制顶级电路图，样本程序和实验指导课件的位置：EDA _ book3_ for _1c6 chpt 13expt 13 _4_ moto 项目： step_a，样本程序和实验指导课件的位置：EDA _ book chpt13expt13_4_moto项目： step_a，其中，比较器的cmp3模块与步进电机电路的比较器模块相同。 另外，CNT5作为脉冲宽度计数器而作为5位二进制计数器的DECD是转速控制模块，其输出值的变更等于变更PWM输出信号的占空比的CLK5是计数时钟输入端，将转速细分为32个阶段。 示例程序和实验指导课件位置：EDA _ book3_ for _1c6 chpt 13expt 13 _4_ moto 项目： step_a，旋转方向控制电路由两个双选一复用器构成。 “START”键通过and门控制PWM的输出，成为控制电机的开关。 直流电机的结构、直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。 直流电机运转时静止的部分叫做定子，定子的主要作用是产生磁场，由主磁极、整流子、轴承、刷子等构成。 运转时旋转的部分称为转子，主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，直流电机是进行能量转换的轮毂，因此通常也称为电枢，由旋转轴、电枢铁心、电枢绕组、整流子等构成。 另外，PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，使负载两端的电压变化，达到控制要求的电压调整方法。 PWM可应用于电机调速、温度控制、压力控制等多个方面。 在PWM驱动控制的调整系统中，以一定的频率接通/断开电源，根据需要改变一个周期内的“接通”和“断开”的时间长度。 通过改变直流电机的电枢电压的“占空比”，改变平均电压的大小，控制电机的转速。 因此，PWM也被称为“开关驱动装置”。 用脉冲对电机通电后，速度增加，电机电源切断后，速度逐渐减小。 只要按照一定的规则改变通电切断的时间，就能够控制电机的转速。 电机始终接通电源时，电机的转速为最大Vmax，占空比为D=t/T时，电机的平均速度为Vd=VmaxD式，Vd电机的平均速度为Vmax电机全通电时的速度(最大) D=t1/T占空比。 当改变占空比D=t1/T时，可以获得不同的电动机平均速度Vd，并且可以实现调速的目的。 在一般的应用中，能够将平均速度Vd和占空比d近似地视为线性关系。步进电机、步进电机是机电控制常用的驱动器，在自动仪表、自动控制、机器人、自动生产线等领域的应用相当广泛。 其用途是将电脉冲转换成角位移，因此，一般而言，当步进驱动器接收到脉冲信号时，使步进电机向设定了一定角度(步进角)的方向旋转。 通过控制脉冲数来控制角位移量，在达到正确定位的同时通过控制脉冲频率来控制电动机的旋转速度和加速度，达到调速的目的。 常用步进电机分为永磁式(PM )、反应式(VR )和混合式(HB ) 3种。 永磁式一般为二相，转矩和体积小，步进角为15和7.5的反应式一般为三相，能够实现大的转矩输出，步进角为1.5，但噪声和振动大的混合式具有混合永磁式和反应式的优点，分为二相和五相，步进角分别为1.8和0.5 此外，在步进电机的控制方法中，当步进电机根据步进电机的驱动原理接收到脉冲信号时，将步进电机向设定方向旋转驱动一定角度(称为步进角)，使其旋转量以一定角度一步进行驱动。 通过控制一个周期内的脉冲数，可以控制角位移量，实现正确的定位。 通过控制脉冲频率，可以控制电机的转速和加速度，达到调速的目的。 另外，步进电机的单向旋转控制电路、4拍子分配器ADDER1、步进电机的单向旋转控制电路、DEC2源码、步进电机的双向旋转控制方式根据步进电机的驱动原理，通过使各脉冲的顺序反转而使步进电机反转步进电机的细分驱动控制原理是，在电机低速运行时，由于相序变换产生的速度冲击和惯性，电机的转子在平衡位置反复振动，影响运行精度。 会产生很大的噪音。 有两种方法可以解决这个问题。 一种方法是增加步进电机的相数，减少相序变换时转子旋转的角度；另一种方法是1975年美国学者T.R.Fredriksen提出了步进电机的步进角细分控制方法。 根据实践证明，步进电机的细分驱动控制技术可以减小步进电机的步进角，提高电机运行的稳定性，提高控制的灵活性等。 另外，步进电动机的细分驱动控制原理、“细分驱动”的概要、一个概念：“电动机固有步进角”细分为几个小步进的驱动方法称为细分驱动，细分与电动机自身无关，通过驱动器正确地控制步进电动机的相电流来实现。 其原理是，如果不是使定子通电相电流一次上升到规定的位置，而是使通电相电流不一次下降到0 (绕组电流波形不是接近方波，而是接近n级的阶跃波)，则通过定子绕组电流产生的磁场的合力，转子具有n个新的平衡位置(形成n个阶跃角) 二、最新技术的发展：国内外细分驱动技术研究十分活跃，高性能细分驱动电路可细分成千上万。 目前，通过复杂的计算可以使细分的步进角均匀，可以大幅提高步进电机的脉冲分辨率，减少或消除振荡、噪声和扭矩变动，使步进电机具有“类似伺服”特性。步进电机细分驱动控制原理、“细分驱动”概述、二、最新技术的发展：对于实际步进角的作用：在没有细分驱动器的情况下，用户主要选择不同相数的步进电机来满足自己对步进角的要求。 使用细分的驱动器，用户只要在驱动器上改变细分数，就能够大幅度地改变实际的步进角，几乎能够忽略步进电机的“相数”改变实际的步进角的作用。 1 .采用细分技术与步进电机精度提高的关系：步进电机细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是通过减弱或消除步进电机的低频振动来提高电机的运行精度只是细分技术的一种附带功能。虽然在细分化的电机运行时提高了每1个脉冲的分辨率，但运行精度是达到还是接近脉冲分辨率还是取决于细分化的驱动器的细分化电流控制精度等其他因素。 根据制造商不同，细分的驱动器精度可能有很大差异。细分数越大，精度越难控制。步进电机细分驱动控制原理、“细分驱动”概述、二、最新技术的发展：二、真正的细分对驱动器有相当高的技术要求和技术要求，成本也很高。 国内一些驱动器采用“平滑”电动机相电流来代替细分，属于“假细分”，“平滑”不产生微步，导致电动机转矩下降。 真正的细分控制不仅不会引起电动机转矩的降低，相反地转矩也会增加。 另外，步进电机的细分驱动控制原理，提案1 :为了使步进电机的运转顺畅，在电磁矢量a和b之间插入n步，插入每步旋转的角度：=90/n第一步时，矢量旋转角度，此时， 在插入了a相电流=AcosB相电流=Bsin步长时，向量旋转2角度，此时，可以想到：A相电流=Acos2B相电流=Bsin2，但是必须保证角度的平均值。 此外，步进电机的细分驱动控制原理，方案1 :同样，在BC、CD、DA各步的切换时同样地插入n步。 根据以上分析，为了在两个步骤之间插入若干步骤，控制电动机绕组的电流而产生若干步骤即可，但为了保证运转精度，保证每一步骤的电流精度，步骤数也必须是整数。 另外，通过改变步进电机的细分驱动控制原理、方案2 :脉冲的占空比，改变高电平的存在时间，减小相序变化的大小。 另外，步进电机的细分驱动控制原理、方法2 :通过改变脉冲的占空比，改变高电平的存在时间，减小相序变化的大小。 细分控制的基本想法是，将正弦波作为步进电机的各相的输入，每个相有四分之一周期间隔，但由于步进电机只允许直流输入，因此为了达到该目的，在教材上提出了梯形电流作为各相的控制电流。 相电流是一个数字量，而且只能在0、1之间转换，所以不能实现梯形电流。 因此，具体实验采用PWM模拟了梯形电流。 脉宽调制(PWM )是英语中“PulseWidthModulation”的简称，简称脉宽调制。 脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来控制模拟电路的非常有效的技术，从测量、通信到功率控制和变换被广泛应用。 另外，步进电机的细分驱动控制原理、方法2 :通过改变脉冲的占空比，改变高电平的存在时间，减小相序变化的大小。 简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。 高分辨率计数器的使用调制方形波的占空比以编码特定模拟信号的电平。 PWM信号可以是在给定时刻已经供应完全幅度的DC功率、