一種簡單實用的新型三相步進電機控制電路的設(shè)計

1、一種簡單實用的新型三相步進電機控制電路的設(shè)計摘要:設(shè)計了一種由NE555和74LS74芯片組成的三相步進電機的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用弱電電路來控制強電電路利用NE555的數(shù)字脈寬振蕩電路產(chǎn)生時鐘脈沖，通過二片74LS74中的三個D觸發(fā)器,去控制驅(qū)動電路中的三個電磁繼電器，驅(qū)動三相步進電機轉(zhuǎn)動。步進電動機轉(zhuǎn)動的速度由脈沖信號的寬度來控制。改變相線通電順序可改變定子磁場旋轉(zhuǎn)的方向，從而達到控制步進電動機正反轉(zhuǎn)方向控制。關(guān)鍵詞:NE55574LS74D觸發(fā)器三相步進電機當前隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字電路技術(shù)在電器自動化控制中的廣泛應(yīng)用，給人們的生產(chǎn)和實踐提供了多種選擇。自動化控制的電路設(shè)計，經(jīng)歷了

2、從模擬電路設(shè)計、普通數(shù)字電路設(shè)計和信息化自動化控制電路設(shè)計三個階段?，F(xiàn)在許多設(shè)備大量使用電機作為動力，而電機的控制是一個關(guān)鍵。本文設(shè)計的是一種基于NE555和74LS74芯片組成的三相步進電機的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以74LS74為核心、利用NE555的數(shù)字脈寬振蕩電路產(chǎn)生時鐘脈沖，再通過二片74LS74中的三個D觸發(fā)器去控制驅(qū)動電路中的三個電磁繼電器來驅(qū)動三相步進電機轉(zhuǎn)動。通過調(diào)節(jié)脈沖信號的寬度來控制步進電動機轉(zhuǎn)動的速度；改變相線通電順序，即改變定子磁場旋轉(zhuǎn)的方向，從而達到控制步進電動機正反轉(zhuǎn)方向控制。1三相步進電機驅(qū)動控制電路的組成該電路可分為三個部分。第一部分是數(shù)字時鐘脈沖發(fā)生電路，它由NE

3、555芯片和電阻R1、R2、電容器C1、C2和電位器RP組成。本設(shè)計中采用了無級變速的設(shè)計方案，通過改變RP和電容器C1的充放電時間常數(shù)來改變NE555的脈寬輸出信號寬度；電位器RP的阻值變大時，由于充放電時間延長，導致輸出信號的脈沖變寬，周期變長，電機轉(zhuǎn)速下降反之，電機轉(zhuǎn)速提升。電阻R1和R2以及電容C2為NE555提供基準工作條件和參數(shù)。第二部分是邏輯驅(qū)動信號發(fā)生和顯示電路，他由R3、R4、R5、LED1、LED2、LED3和二片74LS74芯片組成;每個74LS74中有二個D觸發(fā)器，二芯片中共有四個D觸發(fā)器;本設(shè)計中使用了其中的三個D觸發(fā)器，分別去控制三相步進電機的三個獨立的驅(qū)動電路。由

4、R3和LED1組成A相邏輯信號監(jiān)視顯示電路，同樣由R4、LED2和R5、LED3組成B、C二相的邏輯信號監(jiān)視顯示電路。第三部分是驅(qū)動控制電路，由VT1至VT6六個三極管、LED4至LED6三個發(fā)光二極管和H1至H3三個繼電器組成；H1、LED4、VT1和VT2組成A相的驅(qū)動控制電路，同樣由H2、LED5、VT3和VT4組成B相驅(qū)動控制電路，其它的是C相驅(qū)動控制電路。2三相步進電動機驅(qū)動控制原理和過程2.1啟動前由于三個D觸發(fā)器的置位端均為零，雖然有時鐘脈沖信號輸入，但每個D觸發(fā)器輸出還是為零（低電平）,LED1至LED3均不亮,六個三極管VT1-VT6因輸入為低電平而截止，繼電器H1-H3斷開

5、驅(qū)動控制顯示LED4-LED6均不亮，三相步進電機因未得電而不會轉(zhuǎn)動。2.2正轉(zhuǎn)當按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕時,A觸發(fā)器輸出被置1（高電平）,LED1亮,A相驅(qū)動控制電路得電，繼電器H1吸合丄ED4亮，控制三相步進電機A相定子線圈導通；同時B、C二觸發(fā)器輸出被置0,而LED2和LED3不亮,B、C二相驅(qū)動控制電路中的VT3至VT6因輸入低電平而截止，繼電器H2、H3未吸合，故三相步進電機B、C二相定子線圈不通；此時三個D觸發(fā)器的輸入分別為（A-1、B-0、C-0）,三個D觸發(fā)器在NE555的下一個時鐘脈沖上升沿，同時打開傳輸門并迅速鎖定輸出（A-0、B-1、C-0）,LED2、LED5亮,H1斷開,H2

6、吸合,三相步進電機A相線圈因H1斷開而失電,B相線圈定子得電導通,C相因H3未吸合，保持不通,定子磁場旋轉(zhuǎn)120度電角度,轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)過120度;同樣在NE555的下一個時鐘脈沖上升沿丄ED3、LED6亮，三個D觸發(fā)器輸出為（A-0、B-0、C-1）,三相步進電機A、B二相定子無電,C相導通，定子磁場又轉(zhuǎn)過了120度的電角度，轉(zhuǎn)子也跟著再轉(zhuǎn)120度;再到下個時鐘脈沖上升沿，三個D觸發(fā)器、繼電器回復到正轉(zhuǎn)啟動時的初始狀態(tài)，定子線圈磁場和轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)過120度也回到初始狀態(tài)，以后不斷重復以上過程。2.3反轉(zhuǎn)當按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕,A觸發(fā)器置0,B、C觸發(fā)器置1同正轉(zhuǎn)啟動時正好相反。從反轉(zhuǎn)邏輯關(guān)系圖（圖1）中可以看出，D觸發(fā)器狀態(tài)同正轉(zhuǎn)時相反，正轉(zhuǎn)時是高電平后移，而反轉(zhuǎn)時低電平后移，相當于高電平前移，從而實現(xiàn)三相步進電機定子磁場的反向旋轉(zhuǎn)，電機也就能反向旋轉(zhuǎn)了。2.4停止電機的停止控制電路因比較簡單所以在圖中沒有畫出，只要在把74LS74二個芯片的電源輸入端合并后連接一個常開按鈕接入9V電源就行，無論正轉(zhuǎn)，還是反轉(zhuǎn)，只要按下停止按鈕，二個芯片74LS74因斷電而自動復位，所有的顯示LED滅,繼電器均斷開，電機停止轉(zhuǎn)動。3結(jié)語設(shè)計了是一種由NE555和74LS74芯片組成的三相步進電機的控制系統(tǒng)。在設(shè)計時，選用了結(jié)構(gòu)簡單但是性能可靠的硬件電路以及性價比很高