所以有时也称为脉冲电动机或电脉冲马达。步进电机的工作原理步进电机是种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度称为步距角，它的旋转是以固定的角度步步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电动机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。步进电机的分类按其工作方式分为功率式和伺服式功率式输出转矩较大，能直接带动较大的负载伺服式输出转矩较小，只能带动较小的负载，对于大负载需通过液压放大元件来传动。按结构分为单段式径向式多段式轴向式印刷绕组式。按使用频率分为高频步进电动机和低频步进电动机。按运动方式旋转运动直线运动平面运动和滚切运动按工作原理反应式磁阻式永磁式永磁感应子式混合式。永磁式步进电机般为两相，转矩和体积较小，步进角般为度或度。反应式步进电机般为三相，可实现大转矩输出，步进角般为度，但噪声和振动都很大。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五相。两相步进角般分为度而五相步进角般为度。步进电机在工业中的应用步进电机作为执行元件，是机电体化的关键产品之，广泛应用在各种家电产品中，例如打印机磁盘驱动器玩具雨刷机械手臂和录像机等。另外步进电机也广泛应用于各种工业自动化系统中。由于通过控制脉冲个数可以很方便的控制步进电机转过的角位移，且步进电机的误差不积累，可以达到准确定位的目的。还可以通过控制频率很方便的改变步进电机的转速和加速度，达到任意调速的目的，因此步进电机可以广泛的应用于各种开环控制系统中。第四章控制步进电机设计步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为普通集成电路控制单片机控制工业控制机控制可编程控制器控制等几种。本设计选用西门子通过控制驱动器来控制步进电机。步进电机的选择本设计使用的步进电机选用的是型号为的两相混合式步进电机，该型号的步进电机步矩角为，相电流，相电阻，相希望通过控制的个开关实现以下功能起动电机，使其实现正转圈后自动停止按反转启动按钮，使其实现反转圈后自动停止启动主程序，则可在此时选择电机转动方向，若电机转动，则无法改变电机停止时选择电机转动方向，当电机转动到设定的圈后，电机自动停止。本设计中的输入输出点地址分配地址如表所示表端口分配表输入点符号输出点符号启动信号脉冲输出信号方向选择信号方向控制信号控制电机方向转动用接在的开关来选择方向。如果，将输出置高位，则电机逆时针转动。如果，将输出置低位，电机顺时针转动。程序如下设置转动方向若电机处于停止状态且转向开关置于,逆时针转动若电机处于停止状态且转向开关置于,顺时针转动程序调试按照上述所编写的程序绘制梯形图，而后编译程序，如图至图图图第五章论文总结本文论述了基于的步进电机控制系统的设计方法和研制过程，包括硬件设计软件设计以及系统组态等方面。硬件电路用西门子驱动器和步进电机设计而成。软件程序机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。步进电动机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。速度可在相当宽的范围内平滑调节，低速下仍能保证获得大转矩。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接使用交流电源以及直流电源。般步进电机的精度为步进角的，且不累积。步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点，步进电机温度过高时会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏度以上，有的甚至高达摄氏度以上，所以步进电机外表温度在摄氏度完全正常。步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成个反向电动势频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率或速度的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。步进电机低速时可以正常运转，但若高于定速度就无法启动，并伴有啸叫声。步进电机有个技术参数空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应有加速过程，即启动频率较低，然后按定加速度升到所希望的高频步进电机的基本参数电机固有步距角它表示控制系统每发个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了个步距角的值，这个步距角可以称之为电机固有步距角，它不定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数步进电机的相数是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相三相四相五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，般二相电机的步距角为三相的为五相的为。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。保持转矩保持转矩是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之。比如，当人们说的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为的步进电机。钳制转矩钳制转矩是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有钳制转矩。步进电机的工作原理及分类步进电动机或称脉冲电动机，是种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。步进电动机实际上是个数字角度转换器，也是个串行的数模转换器。输入个电脉冲，电动机就转动个固定的角度，称为步，这个固定的角度称为步距角。步进电动机的运动状态是步进形式的，故称为步进电动机。从步进电动机定子绕组所加的电源形式来看，与般交流和直流电动机不同，既不是正弦波，也不是恒定直流，而是脉冲电压电流，用梯值，拿这个值与中的值不断的比较，直到中的值等于度，中的值为度产生个标志,在为后，表示温度已达到设定值，可执行相应的动作处理。显示电路在工业控制仪器仪表图形显示和邮电及其它行业的窗口广告显示系统中，需要有种显示驱动电路。从目前的显示驱动电路来看，普遍采用显示驱动器，因为有很多优点。简介是公司生产的高性能的位显示驱动器，它可直接驱动多达个数码管或只发光管，大大方便了显示电路的设计。它的内部具有数据保持译码多路扫描及个静态电路。可对单个数位进行寻址。不管显示多少位，仅需的三个输出口。其线串行接口方式可与直接相连,从而大大节省了的端口资源并可在产品设计中使显示电路简单化。的主要特点串行接口信号频率可达。可独立控制各段。可选择编码或非编码方式。④在关断方式下,显示数据不改变,维持电流仅。可用数字和模拟两种方式控制显示亮度。内含双端口静态。可直接驱动共阴极显示器。的工作过程是个可编程器件,片内有移位寄存器,码译码器,多通道扫描电路,段和位驱动器,存储每位数据的等只需通过若干次的输入双字节数据,就可完成对的控制与显示输出双字节数据格式如下表双字节数据格式表任意地址数据上面是串行数据的传送格式，串行数据共有位。其中为数据位，为要写入该数据的寄存器地址，是无关位可为任意数。地址分布如下表寄存器位不工作式位位位位位位位位译码方式亮度控制扫描个数关闭显示测试任意通讯时序图通讯时序图如下图。数据发送按由高到低的原则，首先发送，最后发送，发送到端的串行数据在每个的上升沿被移入到内部位寄存器中。在的上升沿，最后接收到的位数据被锁存到对应地址的数字或控制寄存器中。必须在锁存的时钟上升沿同时或之后，但在下个时钟上升沿之前变高，否则数据将会丢失。的位寄存器和控制寄存器片内寄存器分为个位寄存器和个控的上升沿锁存到相应的内部控制寄存器和数据显示寄存器中。其程序如下以上程序是对的初始化，第行是对译码方式寄存器的设置第二行是对亮度寄存器的设置第三行是对扫描寄存器的设置。将各自的控制字送入寄存器中，在时钟脉冲的作用下将数据送入内部的位寄存器中。报警电路实际的温度值与设定的温度值比较，若在范围内则报警电路不工作，否则及时报警，通知操作人员采取相应措施进行处理。在下面的程序中梯形图的第三行为闪烁电路。当温度不在范围内既为时，在脉冲继电器周期性的接通断开，周期为秒，报警灯闪烁，同时蜂鸣器发声。若按下接于输入端的声响复位按钮，使自锁断开报警，但报警灯直亮，当温度在设定的范围内是自动撤除，声光报警才取消。为了检查报警灯电路是否正常，设置了检查按钮接在自锁上。程序的流程图本系统的控制软件要完成系统的初始化，时钟信号的产生，测得的温度值在时钟信号的作用下不断的送如内部的寄存器中，从而驱动显示电路。实现整个系统功能的流程图如下图所示。整个系统的软件编程开始初始化是否到设定值停止加热加热保温阶段显示温度值与设定值比较报警结束语通过对本系统的设计和调试，我们认识到，对于复杂系统的控制，如果采用继电控制，不仅系统繁所以有时也称为脉冲电动机或电脉冲马达。步进电机的工作原理步进电机是种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度称为步距角，它的旋转是以固定的角度步步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电动机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。步进电机的分类按其工作方式分为功率式和伺服式功率式输出转矩较大，能直接带动较大的负载伺服式输出转矩较小，只能带动较小的负载，对于大负载需通过液压放大元件来传动。按结构分为单段式径向式多段式轴向式印刷绕组式。按使用频率分为高频步进电动机和低频步进电动机。按运动方式旋转运动直线运动平面运动和滚切运动按工作原理反应式磁阻式永磁式永磁感应子式混合式。永磁式步进电机般为两相，转矩和体积较小，步进角般为度或度。反应式步进电机般为三相，可实现大转矩输出，步进角般为度，但噪声和振动都很大。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五相。两相步进角般分为度而五相步进角般为度。步进电机在工业中的应用步进电机作为执行元件，是机电体化的关键产品之，广泛应用在各种家电产品中，例如打印机磁盘驱动器玩具雨刷机械手臂和录像机等。另外步进电机也广泛应用于各种工业自动化系统中。由于通过控制脉冲个数可以很方便的控制步进电机转过的角位移，且步进电机的误差不积累，可以达到准确定位的目的。还可以通过控制频率很方便的改变步进电机的转速和加速度，达到任意调速的目的，因此步进电机可以广泛的应用于各种开环控制系统中。第四章控制步进电机设计步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为普通集成电路控制单片机控制工业控制机控制可编程控制器控制等几种。本设计选用西门子通过控制驱动器来控制步进电机。步进电机的选择本设计使用的步进电机选用的是型号为的两相混合式步进电机，该型号的步进电机步矩角为，相电流，相电阻，相希望通过控制的个开关实现以下功能起动电机，使其实现正转圈后自动停止按反转启动按钮，使其实现反转圈后自动停止启动主程序，则可在此时选择电机转动方向，若电机转动，则无法改变电机停止时选择电机转动方向，当电机转动到设定的圈后，电机自动停止。本设计中的输入输出点地址分配地址如表所示表端口分配表输入点符号输出点符号启动信号脉冲输出信号方向选择信号方向控制信号控制电机方向转动用接在的开关来选择方向。如果，将输出置高位，则电机逆时针转动。如果，将输出置低位，电机顺时针转动。程序如下设置转动方向若电机处于停止状态且转向开关置于,逆时针转动若电机处于停止状态且转向开关置于,顺时针转动程序调试按照上述所编写的程序绘制梯形图，而后编译程序，如图至图图图第五章论文总结本文论述了基于的步进电机控制系统的设计方法和研制过程，包括硬件设计软件设计以及系统组态等方面。硬件电路用西门子驱动器和步进电机设计而成。软件程序