步進電機優缺點

　　與一般電機相比,步進電機具有如下優點：

• 　　用數字輸入脈沖和開環模式可以非常精確地控制電機轉動軸位置。控制形式不需要昂貴地傳感器和控制電路。跟蹤所加輸入脈沖數可知其位置。
• 　　步進電機工作在非常低速是可能地。
• 　　步進電機是非常可靠地,這是因為無電刷,這種電機具有很長地工作壽命。
• 　　改變所加脈沖地頻率,可以容易地控制步進電機速度。
• 　　只有繞組被激活,電機在間歇時具有全轉矩。
• 　　良好地起動和停止響應

　　但步時電機也有缺點：

• 　　成本通常高于一般電機成本。
• 　　不容易工作在非常高地速度。
• 　　步進電機通常適用于低轉矩應用。

 

　　表1 1相全步驅動

　　控制單極性步進電機

　　基本上有三類步進電機：可變磁阻,永磁和混合電機。本文描述用PIC微控制單極性步進電機的速度、方向和步大小。本電路的獨特性是可以工作在遠程模式、編程模式或獨立應用模式。任遠程模式,從RS-232串行口接收轉動命令,這些命令存儲在微控制器的非易失性EEPROM中;在獨立應用模式,電機跟隨EEPROM中的命令在PIC微控制器控制下轉動,而不用任何外部脈沖。

　　單極性電機容易控制,可以用1/n計數器電路產生所需的步進時序。每個繞組可以用一個推動晶體管。最通用的驅動方法之一是1相全步,也稱之為“波驅動”,在這種方法中每次激勵電機繞組(見表1)。對每個線圈繞組可以用一個MOSFET功率晶體管驅動電機(見圖1)。

　　單極性電機也可以用集成電路(如UCN5804B)控制。UCN5804B工作電壓6V~30V,它包含用于時序邏輯的CMOS邏輯部分和直接驅動單極性步進電機的高電壓輸出部分。如圖2所示,電機直按連接到此芯片。脈沖加到此芯片的STEP輸入,而芯片產生合適的信號時序來驅動電機。芯片的DIR邏輯輸入控制電機方向。

　　盡管像UCN5804這樣的集成電路能簡化步進電機控制過程,但有的應用希望產生脈沖來控制獨立應用模式中的步進電機。例如,希望順時針轉動電機500步,然后,3秒延遲,逆時鐘轉動電機2000步,然后,2秒延遲,電機順時鐘轉動60步,并停止。實現這樣操作的一種方法是用微控制器和UCN5804芯片,可以編程微控制器來產生UCN5804所需的脈沖。

　　本文所采用的方法是基于采用低成本PIC16F84微控制器和ULN2003A驅動器來控制單極性步進電機的轉動。圖3示出控制器的框圖。

 

　　圖3 控制器框圖