基于AT89C2051的步進電機驅動器系統電路原理AT89C2051將控制脈沖從P1口的P1.4～P1.7輸出，經74LS14反相后進入9014，經9014放大后控制光電開關，光電隔離后，由功率管TIP122將脈沖信號進行電壓和電流放大，驅動步進電機的各相繞組。使步進電機隨著不同的脈沖信號分別作正轉、反轉、加速、減速和停止等動作。圖中L1為步進電機的一相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振，

步進電動機基本原理實驗

（一）實驗目的

1.了解步進電動機的基本結構和工作原理；?2.掌握步進電機驅動程序的設計方法；?3.掌握步進電動機速度調節、方向控制技術；?4.了解步進電動機的各項基本參數對電機運行的影響；

5.熟悉DRLab實驗室的操作方法

（二）實驗儀器設備

1.DRVI/DRLink可重組虛擬儀器和計算機控制平臺?2.電機運動控制系統?3.計算機?4.打印機

實驗原理

●??當某一相繞阻通電時，對應的磁較產生磁場，并與轉子形成磁路，這時，如果定

子和轉子的小齒沒有對齊，在磁場的作用下，由于磁通具有力圖走磁阻較小路徑的特

點，轉子將轉動一定的角度，使轉子與定子的齒相互對齊，由此可見，錯齒是促使電?機旋轉的原因。

●??步進電動機又稱為脈沖電機，它能將電脈沖轉換為相應的角位直線位移?。步進電

動機定子繞組的通電狀態每改變一次，轉子轉一個確定的角度，為步進電動機的步距

角α。它與定子繞組的相數m、轉子的齒數z、通電方式k有關，可用下式表示：

步進電動機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而**使用專用的步進電動機驅動器，如圖2所示，它由脈沖發生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。圖中點劃線所包圍的二個單元可以用微機控制來實現。驅動單元與步進電動機直接耦合，也可理解成步進電動機微機控制器的功率接口，這里予以簡單介紹。

單電壓功率驅動接口

實用電路如圖3所示。在電機繞組回路中串有電阻Rs，使電機回路時間常數減小，高頻時電機能產生較大的電磁轉矩，還能緩解電機的低頻共振現象，但它引起附加的損耗。一般情況下，簡單單電壓驅動線路中，Rs是不可缺少的。Rs對步進電動機單步響應的改善如圖3(b)。{{分頁}}

a．隨著輸出轉矩的增加，二者的速度均以非線性形式下降，但是，閉環控制提高了矩頻特性。

b．閉環控制下，輸出功率／轉矩曲線得以提高，原因是，閉環下，電機勵磁轉換是以轉子位置信息為基礎的，電流值決定于電機負載，因此，即使在低速度范圍內，電流也能夠充分轉換成轉矩。

c．閉環控制下，效率一轉矩曲線提高。

d．采用閉環控制，可得到比開環控制更高的運行速度，更穩定、更光滑的轉速。?????e.利用閉環控制，步進電動機可自動地、有效地被加速和減速。

f．閉環控制相對開環控制在快i速性方面提高的定量評價，可借助比較Ⅳ步內通過某個路徑間隔的時間得出

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