步进电动机加速运行控制研究

步进电机在起动、变速或停止时,会出现起动时间慢、起动失步甚至是不能起动、以及停止冲击大等现象。因此对步进电机起动加速运行和停止减速运行进行控制,对于实际的控制系统具有积极的意义。在建立步进电机数学模型和传递函数的基础上,分别采用简单加速算法和指数加速算法对电机加速度运行进行控制;通过仿真和实验,结果表明比起简单加速算法,指数加速算法能够更好地控制步进电机加速运行。     

隐极式稀土永磁步进电机的设计

隐极式步进电机是一种新型结构的步进电机,目前尚很少有文章介绍它的设计方法。本文对该类型电机的设计进行讨论。由电磁力定律推出隐极式步进电机的最大静态力矩计算公式;从同步电动机的起动,导出隐极式步进电机的空载起动频率估算公式,导出步进电机转子直径与最大静态及空载起动频率之间的关系,从而找出如何从步进电机的两个主要性能指标着手步进电机主要尺寸的设计。采用稀土永磁材料的隐极式步进电机,合理选择磁路系统,对电机的经济性能影响是很大的。通过分析讨论,本文认为对隐极式步进电机,采用横向磁路结构,将充分发挥稀土材料磁能积大的优点。用本文介绍的设计方法,对外型尺寸φ36×96.5的步进电机样机进行不同磁路结构和不同永磁材料的计算。计算结果表明,在合理选择磁路结构的条件下,采用稀土材料的步进电机,其性能和经济性都优于铝镍钴材料,展示了稀土材料在步进电机领域中的应用前景。     

一种机电式单相步进电机的原理分析

设计并制造出了一种机电式单相步进电机,它能在单极性电脉冲的控制下实现连续的起动和步进运动,电机绕组通电和断电时各转动一个步矩角,从原理上讲,这种电机单靠不对称结构不足以形成起动力矩,我们采用机电结合的方法使电机的综合矩角特性变成非对称形状,满足了单相步进电机正常起动和运转的条件,文中简单介绍了这种机电式单相单拍运行步进电机的结构特点,从理论上分析其工作原理,重点讨论了其静态特性与动态特性,阐述了此电机能 正常起动及运行的条件,并给出了原理样机的性能测试结果。     

基于FPGA和LMD18200的步进电机控制系统

提出了一种控制步进电机的设计方法,结合MCU、FPGA和增量型编码器构成了一个完整的运动控制平台。系统由总线接口单元、闭环控制单元、PWM脉宽调制单元和LMD18200驱动单元组成。实践表明,利用LMD18200驱动逻辑能够使步进电机高效稳定地运行,有效降低了电机运行中的噪声和起动、停止时的振动,使用效果好于大部分常规步进电机驱动方法。     

步进电机起动过程研究与设计

步进电机由于其转速仅受脉冲频率影响的开环控制而受到广泛应用,但是步进电机自身存在的起动频率使得电机不能一下达到运行频率,而必须有一个起动过程。系统研究了步进电机的起动过程,在此基础上设计了基于EPROM、压频变换器的起动电路,以及基于现场可编程门阵列(FPGA)的起动电路这两种不同的实现方案,并对两种方案进行了比较。从体积、功耗、可靠性、稳定性等因素考虑,基于FPGA的方案更适用于航天环境。     

步进电机高精度细分控制系统设计

在步进电机数学模型和细分原理基础上,设计了以PIC16F877单片机为控制单元,采用一种高精度细分控制算法控制步进电机。给出了控制系统的主要硬件电路以及主要的算法设计方案,最后给出了步进电机实际运行的实验结果、细分控制电流的波形和电机绕组电流的波形。     

步进电机的单片机控制设计分析

步进电机是一种将脉冲信号转换为相应角位移的执行元件,在工业控制领域应用广泛。本文介绍了步进电机的控制原理,详细论述了采用单片机的控制方法,并以35BY48L02步进电机为例,分析设计了单片机的硬件接口电路及步进电机的软件控制方法。该设计具有通用性,对于不同步进电机,可以通过修改相应的电路及相关程序实现,提高了系统控制的灵活性。     

步进电机驱动的高低压切换

分析了步进电机的矩频特性,设计了一种驱动步进电机的高低压电源。提出了高低压电源自动切换的硬件和软件方法,并对两者作了比较。实践证明,硬件切换和软件切换各具优缺点,均能满足步进电机的驱动要求。     

步进电机起动过程研究与设计

步进电机由于其转速仅受脉冲频率影响的开环控制而受到广泛应用，但是步进电机自身存在的起动频率使得电机不能一下达到运行频率，而必须有一个起动过程。系统研究了步进电机的起动过程，在此基础上设计了基于EPROM、压频变换器的起动电路，以及基于现场可编程门阵列（FPGA）的起动电路这两种不同的实现方案，并对两种方案进行了比较。从体积、功耗、可靠性、稳定性等因素考虑，基于FPGA的方案更适用于航天环境。     

步进电机驱动的高低压切换

分析了步进电机的矩频特性，设计了一种驱动步进电机的高低压电源。提出了高低压电源自动切换的硬件和软件方法，并对两者作了比较。实践证明，硬件切换和软件切换各具优缺点，均能满足步进电机的驱动要求。