直流電機控制電路專(zhuān)輯

步進(jìn)電機有兩種基本的形式：可變磁阻型和混和型。步進(jìn)電機的基本工作原理，結合圖1的結構示意圖進(jìn)行敘述。
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　　圖1是一種四相可變磁阻型的步進(jìn)電機結構示意圖。這種電機定子上有八個(gè)凸齒，每一個(gè)齒上有一個(gè)線(xiàn)圈。線(xiàn)圈繞組的連接方式，是對稱(chēng)齒上的兩個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)行反相連接，如圖中所示。八個(gè)齒構成四對，所以稱(chēng)為四相步進(jìn)電機。
　　它的工作過(guò)程是這樣的：當有一相繞組被激勵時(shí)，磁通從正相齒，經(jīng)過(guò)軟鐵芯的轉子，并以最短的路徑流向負相齒，而其他六個(gè)凸齒并無(wú)磁通。為使磁通路徑最短，在磁場(chǎng)力的作用下，轉子被強迫移動(dòng)，使最近的一對齒與被激勵的一相對準。在圖1(a)中A相是被激勵，轉子上大箭頭所指向的那個(gè)齒，與正向的A齒對準。從這個(gè)位置再對B相進(jìn)行激勵，如圖1中的(b)，轉子向反時(shí)針轉過(guò)15°。若是D相被激勵，如圖1中的(c)，則轉子為順時(shí)針轉過(guò)15°。下一步是C相被激勵。因為C相有兩種可能性：A—B—C—D或A—D—C—B。一種為反時(shí)針轉動(dòng)；另一種為順時(shí)針轉動(dòng)。但每步都使轉子轉動(dòng)15°。電機步長(cháng)(步距角)是步進(jìn)電機的主要性能指標之一，不同的應用場(chǎng)合，對步長(cháng)大小的要求不同。改變控制繞組數(相數)或極數(轉子齒數)，可以改變步長(cháng)的大小。它們之間的相互關(guān)系，可由下式計算：
　　Lθ＝360 P×N　　　
式中：Lθ為步長(cháng)；P為相數；N為轉子齒數。在圖1中，步長(cháng)為15°，表示電機轉一圈需要24步。
　　混和步進(jìn)電機的工作原理
　　在實(shí)際應用中，最流行的還是混和型的步進(jìn)電機。但工作原理與圖1所示的可變磁阻型同步電機相同。但結構上稍有不同。例如它的轉子嵌有永磁鐵。激勵磁通平行于X軸。一般來(lái)說(shuō)，這類(lèi)電機具有四相繞組，有八個(gè)獨立的引線(xiàn)終端，如圖2a所示?；蛘呓映蓛蓚€(gè)三端形式，如圖2b所示。每相用雙極性晶體管驅動(dòng)，并且連接的極性要正確。
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　　圖3所示的電路為四相混和型步進(jìn)電機晶體管驅動(dòng)電路的基本方式。它的驅動(dòng)電壓是固定的。表1列出了全部步進(jìn)開(kāi)關(guān)的邏輯時(shí)序。

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　　值得注意的是，電機步進(jìn)為1—2—3—4的順序。在同一時(shí)間，有兩相被激勵。但是1相和2相，3相和4相絕對不能同時(shí)激勵。
　　四相混和型步進(jìn)電機，有一特點(diǎn)很有用處。它可以用半步方式驅動(dòng)。就是說(shuō)，在某一時(shí)間，步進(jìn)角僅前進(jìn)一半。用單個(gè)混合或用雙向開(kāi)關(guān)即可實(shí)現，這種邏輯時(shí)序由表2列出。
　　四相混和型步進(jìn)電機，也能工作于比額定電壓高的情況。這可以用串聯(lián)電阻進(jìn)行降壓。因為1相和2相，3相和4相是不會(huì )同時(shí)工作的，所以每對僅一個(gè)降壓電阻，串接在圖3中的X和Y點(diǎn)之間。因此額定電壓為6V的步進(jìn)電機，就可以工作在12V的電源下。這時(shí)需串一個(gè)6W、6Ω的電阻。