基于步进电机调速控制步进驱动控制系统设计摘要合式步进电机，以及国内自行开发生产的混合式步进电动机，仍然拥有各自不同的应用领域，短期内很难统到几个限定的规格品种上。这种现状对步进电动机的发展是不利的。.步进驱动控制系统主要研究工作掌握步进电机的原理及其驱动方法，掌握西门子的原理与程序设计方法。掌握步进电机的电气控制试验系统的工作原理，基于该系统设计程序，实现对步进电机的调速控制。主要研究工作如下了解控制步进电机的工作原理掌握的硬件构成，完成硬件选型设计的控制系统用完成的编程步进电机及简介.步进电机简介步进电机是种将电脉冲信号转变为线位移或角位移的执行元件。在经历了个大的发展阶段后，目前其发展趋于平缓。然而，由于电动机的工作原理和其它电动机有很大的差别，具有其它电动机所没有的特性。因此，沿着小型高效低价的方向发展。步进电动机由此而得名。步进电动机的运行是在专用的脉冲电源供电下进行的，其转子的角位移量，或者说转子走过的步数，与输入脉冲数成正比。步进电动机动态响应快，控制性能好，只需改变输入脉冲的顺序，就能方便地改变其转向。另外，可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的加速度和速度，从而达到调节速度的目的。这些特点使得步进电动机与其它电动机有很大的差别。由上述步进电动机的特点，使得由它和驱动控制器组成的开环数控系统，既具有较良好的控制性能，高的控制精度，又能可靠稳定地工作。因此，在数字控制系统刚出现时，步进电动机经历过个巨大的发展阶段。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。反应式定子上有转子绕组由软磁材料组成。步距角小，成本低结构简单但效率低动态性能差发热大，可靠性难以保证。永磁式永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，定子的极数与转子的极数相同。其特点是输出力矩大动态性能好，但是电机精度差，步矩角大般为.或。混合式混合式步进电机综合了永磁式和反应式的优点，其定子上有转子多相绕组上采用永磁材料，转子和定子上都有多数小齿以提高步矩精度。其特点是步距角小输出力矩大动态性能好，但成本相对较高结构复杂。按定子上绕组来分，共有二相三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步距角为.步，配上半步驱动器后，步距角减少为.，配上细分驱动器后其步距角可细分达倍.微步。由于制造摩擦力和精度等原因，实际控制精度略低。同步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。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。电机生产时给出了个步距角，这个步距角可称之为“电机固有步距角”，它不定是实际工作时的真正步距角，真正步距角与驱动器有关。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运行时的力矩接近保持转矩。因为步进电机的输出力矩是随着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。例如，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。步进电机的相数不同，其步距角也会不同，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，主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的需求。如果使用细分驱动器，则步进电机的相数就变得毫无意义，用户只要在驱动器上更改细分数，就可以改变步距角。步进电机的特点步进电机的特点如下步进电机没有积累误差般步进电机的精度为实际步距角的百分之三到五，且不累积，具有良好的跟随性。电动机输出轴的角位移与输入脉冲数成正比转速与脉冲频率成正比转向与通电相序有关。当它转动周后，没有累积误差，具有良好的跟随性。由驱动电路与步进电动机组成的开环数控系统，既非常非常可靠廉价又简单。同时，它也能与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。步进电动机的动态响应快，易于起停正转反转及变速。速度可在相