直流電機與步進電機區(qū)別(詳細解說)

1、“ Impossible is nothing ”直流直流電機電機 與與步進步進電機電機熊磊（組長）熊磊（組長） 陸斌陸斌 趙建龍趙建龍 唐星唐星直流電機直流電機 定義：定義：輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機，稱為直流電機，它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能；作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機在數(shù)控機床、光纜線纜設(shè)備、機械加工、印制電路板設(shè)備、焊接切割、機車車輛、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)廣泛應用。 分類：分類：按結(jié)果主要分為直流電動機和直流發(fā)電機；按類型主要分為直流有刷電機和直流無刷電機；直流電機的

2、勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。按勵磁方式主要分為他勵直流電機、并勵直流電機 、串勵直流電機和復勵直流電機。 由由設(shè)定值計數(shù)器設(shè)定值計數(shù)器、鋸齒波發(fā)生鋸齒波發(fā)生器器和和數(shù)字比較器數(shù)字比較器構(gòu)成了構(gòu)成了PWM信號信號的產(chǎn)生電路：的產(chǎn)生電路：n當當U/D=1時，輸入時，輸入CLK2，設(shè)定設(shè)定值計數(shù)器值計數(shù)器輸出值增加，使得輸出值增加，使得PWM的占空比增加，的占空比增加，電機加速電機加速。反正，。反正，U/D=0時，電機變慢。時，電機變慢。n在在鋸齒波計數(shù)器鋸齒波計數(shù)器的的CLK0的作用的作用下輸出周期性線性增加的鋸齒波。下輸出周期性線性增加的鋸齒波。n經(jīng)過經(jīng)過數(shù)

3、字比較器數(shù)字比較器時，當計數(shù)值小時，當計數(shù)值小于設(shè)定值時，則數(shù)字比較器輸出于設(shè)定值時，則數(shù)字比較器輸出低電平，反之，輸出高電平，由低電平，反之，輸出高電平，由此產(chǎn)生此產(chǎn)生PWM波形。波形。示例程序和實驗指導課件位置：示例程序和實驗指導課件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：工程：step_a示例程序和實驗指導課件位置：示例程序和實驗指導課件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：工程：step_a示例程序和實驗指導課件位置：示例程序和實驗指導課件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXP

4、T13_4_MOTO工程：工程：step_a直流電機結(jié)構(gòu)直流電機結(jié)構(gòu) 直流電機的結(jié)構(gòu)應由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由主磁極、換向極、軸承和電刷等組成。運行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應電動勢，是直流電機進行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器等組成。 PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負載兩端的電壓，進而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應用在許多方面，如電機調(diào)速、溫度控制、壓力控制等。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并

5、根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。在脈沖作用下，當電機通電時，速度增加；電機斷電時，速度逐漸減少。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電的時間，即可讓電機轉(zhuǎn)速得到控制。設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D=tT，則電機的平均速度為Vd=VmaxD 式中， Vd 電機的平均速度；Vmax電機全通電時的速度(最大)；D=t1T占空比。當我們改變占空比D=t1T時，就可以得到不同的電機平均速度Vd ，從而達到調(diào)速的目的。在一般應用中，可以將平均速度Vd

6、與占空比D近似地看成線性關(guān)系。步進電機步進電機 步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)，在自動化儀表、自動控制、機器人、自動生產(chǎn)流水線等領(lǐng)域的應用相當廣泛。它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗的說：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（步進角）。通過控制脈沖個數(shù)即可控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 常用的步進電機分三種：永磁式（PM）、反應式（VR）和混合式（HB）。永磁式一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角為15 和7.5；反應式一般為三相，可以實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角為1.5

7、，但噪聲和震動較大；混合式是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點，分為兩相和五相，步進角分別為1.8 和0.72 ，應用最為廣泛。4節(jié)拍分配器節(jié)拍分配器 細分控制的基本思想是以正弦波作為步進電機每相的輸細分控制的基本思想是以正弦波作為步進電機每相的輸入，每相間隔四分之一個周期，但是由于步進電機僅允許直入，每相間隔四分之一個周期，但是由于步進電機僅允許直流電輸入，為達到該目的，教材上提出梯形電流作為每相的流電輸入，為達到該目的，教材上提出梯形電流作為每相的控制電流。由于每相電流是一個數(shù)字量，并且只能在控制電流。由于每相電流是一個數(shù)字量，并且只能在0、1之間之間變換，不可能實現(xiàn)梯形電流。因此，在具體實驗中

8、，采用變換，不可能實現(xiàn)梯形電流。因此，在具體實驗中，采用PWM的方法模擬出梯形電流。的方法模擬出梯形電流。 脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。脈寬調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸?shù)目s寫，簡稱脈寬調(diào)制。脈寬調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 簡而言之，簡而言之，PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。

9、通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有有(ON)，要么完全無，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬