最近有个小马达,步进电机,研究了一下原理,并调试运行,跟大家分享一下。
电机外部可以看到有4根引线,一根转轴。拆开后,研究一下内部结构,有两个绕组,绕组的两端抽头正好对应外部的4根引线。两个绕组在结构上相差90°。
电机结构可简化为下图,
定子绕组和永磁体转子。
下面来分析一下转动原理
上图中画出了绕组的4种通电方式,A+B+,A-B+,A-B-,A+B-.
根据安培定则可知,通电螺线管会产生磁场,假设上图中绕组的电流方向流向转子,则磁场方向指向绕组,反之,电流流向外侧,产生的磁场方向指向绕组相反的方向。
1.第一个图中,通A+B+。A相绕组电流向右,产生的磁场指向左。B相电流向下,产生的磁场指向上。两个磁场叠加,合成磁场如图中的方向。这时,转子中的永磁体受到磁场的作用,同相相斥,异相相吸,转子会以最短的路径转到绕组产生的磁场方向。
2.接着,更换绕组的通电方向,如第二个图所示,通电A-B+。同理,这时合成的磁场方向顺时针转过90°。
3.按照一定的顺序,就可以完成转子旋转一圈。
在控制时,可以采用4路占空比为50%的PWM进行控制,每相绕组的两个抽头接互补的信号,A相和B相的PWM相移90°。即可实现4步顺序通电。调过控制PWM的频率,可改变电机的转速。
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