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步进电机步距角的软件细分法 智 爱 娟 ( 洛 阳 师 范学 院 ，河 南要：对 步 进 电机 的 步 距 角 进 行 细 分 是 提 高步 进 电机 控 制 系统 的速 度 和 精 度 的最 常 洛 阳市4 7 1 0 0 0 ) 摘 用 、 最 有 效 的 方 法 。 本 文 分 析 了 步 进 电 机 步 距 角 细 分 的 原 理 ， 并 重 点 介 绍 了 一 种 用 软 件 实 现 步 进 电 机 步 距 角 细 分 的 方 法 。 关 键 宇 ： 步 进 电机 ； 软 件 ； 细 分 A S o (~-w ame M e th o d o f S u b a ll o c at i o n o f S tep p in g M o t o r S tr i d e A n g l e 、 Z H I A I-J ua n ( L uoy a ng No rm a l C olle g e ， L uoy a ng ， He na n 4 7 1 ooo) of ste pping motor stride a ng le is the ef f e ctive a nd common me thod ． T his pape r analyses the principle of suballocation of stepping motor str i de angle ， and major intro d uce a software met h o dof suballoca tion of ste pping motor s t r i de a ngle ． K e y w o rd s ： ste pping motor， softw a r e ， s uba lloca tion 引 言 步 进 电 机 控 制 系 统 是 最 常 用 的 控 制 系 统 之 一 ， 为 了 步 进 电 机 运 行 的 平 稳 性 和 提 高 系 统 的 控 制 精 度 ， 可 以将 步 进 电机 做 成 多 极 式 或 者 在 定 子 磁 极 上 制 成 小 齿 ， 该 方 法 受 机 械 结 构 和 制造 工 艺 的 限 制 ， 实 现 困 难 ， 尤 其 对 既 定 系 统 ， 只 有 将 步 进 电 机 的 步 距 角 进 行 细 分 才 能 达 到 目 的 。 目 前 我 国 使 用 的 步 进 电 机 驱 动 源 主 要 采 用 硬 件 进 行 细 分 控 制 ， 随 着 细 分 数 的 增 加 ， 硬 件 电 路 复 杂 ，驱 动源 体积 增 大 。而 我们 设计 的驱 动源 ， 采用 8 0 9 8 单 片 机 ， 主 要 用 软 件 实 现 细 分 控 制 ， 程 序 简 单 ，每 增 加’ 个 细 分 数 硬 件 上 只 需 增 加 一 个 二 极 管 和 一 个 电 阻 ， 一方 便 易 行 。 1 步 进 电机 步距 角细 分 的原理 步 进 电机 是 一 种 将 电 脉 冲 信 号 转 换 为 角 位 移 的 数 模 转 换 器 。 它 的 工 作 原 理 是 被 励 磁 的 定 子 电磁 铁 吸 引 可旋 转 的转 子衔 铁产 生 转距 而 旋转 ， 印步进 电机 是 靠 各 相 定 子 绕 组 轮 流 通 电 使 之 励 磁 而 转 动 ， 将 电 磁 能 转 变 成 机 械 角 位 移 。 当 步 进 电 机 的 定 子 绕 组 由 一 相 通 电 变 为 另 一 相 通 电 时 ， 转 子 就 转 过 一 个 角 度 ， 这 个 角 度 就 是 步 进 电 机 的 步 距 角 。 所 谓 步 距 角 细 分 就 是 在 步 进 电 机 绕 组 换 相 时 ， 不 是 立 即 让 其 导 通 或 截 止 。 下 面 以 三 相 六 拍 步 进 电 机 为 例 说 明 步 进 电机 步 距 角 二 细 分 的 原 理 。 如 图 l所 示 ， 当 步进 电机 处 在 A 相 通 电时 ， 转 子 在 A —A 位 置上 ， 当由 A 相 通 电转 为 A 、B 两相 通 电时， 转 子顺 时针 转 过 3 0 。 角， 停在 A 、B 两 相之 间 的位 置 ①处 ， 由于 转 距 与 流 过 绕 组 的 电 流 成 正 比， 如 果 此 时 B 相 绕 组 电流 不是 由 0 一 次上 升为 额 定 电 流 I e ， 而是 先 达 到 0 ． 5 I e ，那 么转子 将不 是 顺时 针转 过 3 0 。 至位置 ①，而 是 转 过 l 5 。停 在 位 置 ② 处 ；同理 ， 当 由 A 、B 两 相 绕组 通 电变 为 B 相 绕 组通 电 时， 如果 A相 电 流不 是突 然 由额 定 电流 I e 降为 0 ，而是 由 I e 降为 0 ． 5 转 到位 置 B — B 倍 ， 以 上 是 步 进 电 机 二 细 分 的 原 理 。 如 果 在 上 述 过 程 I e ，则转 子将不是 ， 而是 转 到 位 置 ④ ， 从而 将 精 度提 高 一 中， 定 子绕 组 中 的 电流 不 是 突然 由 0 变 到 I e ， 或 由 I e 变 为 0 ， 而是 分 十级 逐 步 完 成 ， 即将 B 相 绕组 以 相 同 的 时间 间隔按如 下过程 通 电 0 — 0 ． 1 I e 一 0 ． 2 I e ?0 ．9 I e — I e ，A 相绕 组 以相 同的 时间间 隔按 如下 过程 断 ? · 一 电 I e 一 0 ． 9 I e 一 ? ·0 ． 2 I e 一 0 ． 1 I e 一0 ，如此，步进 电 机 就 完 成 了 十 细 分 。 由此 可 见 ， 细 分 操 作 就 是 使 步 进 电 机 各 相 电 流 有 序 的 升 级 或 降 级 ， 从 而 提 高 系 统 的 控 制 精 度 。 B A 图 1 步 进 电 机 步 距 角 细 分 示 意 图 2 步进 电机驱 动源 的硬 件 结构 照 片 微 机 控 嘲 系 统 细 分选择 开关 P W M 桕序信号 前级驱动电路 _ ’ { VMOS~ 卜 J 叫 电机 图 2 步 进 电 机 驱 动 源 硬 件 枉 图 一一 ～一一一一～一一一一一～?一一一一一一一～一一一一一一 一一一一一?一一一一一一～～一一一 llppliancesI I _ _ 一 ● n 嘲■ ‘肛日 用 鼍 ■ 维普资讯 http://www.cqvip.com