双极步进电机:它是什么?(电路和序列)

什么是双极步进电机

什么是双极步进电机?

一个步进电机是一个无刷直流电机这将整个旋转分为几个相等的步骤。然后,电机的位置可以直接移动和保持在这些步骤之一,没有任何位置传感器的反馈(一个开环控制器).双极步进电机是步进电机的一种单绕组每相和没有中心抽头(不像单极步进电机)。

直流电流在一个绕组中,需要反向一个磁极,以使电机运转。由于双极步进电机没有中心抽头,驱动电路一定更复杂。通常采用h型电桥布置。

步进电机有三种基本配置:

  1. 通用步进电机-通用步进电机可以连接为双极或单极步进电机。
  2. 单极步进电机-单极步进电机可作为单极或双极步进电机使用。
  3. 双极步进电机-双极步进电机只能作为双极电机使用。

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一个双相步进电机每个定子相位有一个绕组。一个两相双极步进电机将有4个引线。在双极步进电机中,我们没有像单极步进电机那样的共同引线。

因此,没有自然的逆转当前的通过曲折的方向。

双极步进电机接线简单,操作简单。为了驱动双极步进器,我们需要一个驱动器集成电路内部有H桥电路。

这是因为,要反转定子磁极的极性,电流需要反转。这只能通过H桥来实现。

还有另外两个原因使用H桥IC

  1. 步进电机产生的电流是相当大的。微控制器引脚最多只能提供15毫安。步进器需要的电流大约是这个值的十倍。外部驱动IC能够处理如此大的电流。
  2. 另一个原因为什么H桥是使用的定子线圈什么也不是,但一个电感器.当线圈电流改变方向,一个尖峰产生。普通的微控制器引脚不能容忍如此高的峰值而不损坏自身。因此,为了保护微控制器引脚,H桥是必要的。

在大多数双极步进器接口项目中最常用的H桥IC是L293D。

连接到微控制器

需要4个微控制器引脚来控制电机。我们需要提供L293D与5 V电源以及电压在这个位置,电机需要运转。因为我们将使用IC的两个驱动程序,我们将断言它们的enable引脚。

双极电机驱动电路接口图

双极电机电路图如下所示:

步进电机接口
有三种不同的方式可以驱动双极步进电机:

  1. 每次只有一个相绕组通电。也就是说,AB或CD都通电了。当然,线圈将以这样一种方式通电,我们得到正确的极性。但是只有一个相是带电的。这种类型的步进将给予更少的保持力矩,因为只有一相是通电的。
  2. 在这种方法中,两相同时被激活。转子将在两极之间对齐。这种安排将给予更高的保持扭矩比以前的方法。
  3. 第三种方法用于半步。这种方法一般用于改善步进角。这里,在第1步中,只有1个相位是ON,然后在第2步中,2个相位是ON,然后,只有一个相位是ON,序列继续。
    双极步进电机绕组

双极步进驱动器

许多公司已经开始组装自己的双极步进驱动器。必须小心地把步进电机正确地连接到驱动器上。

此外,驱动器必须能够为您的步进器提供足够的电流。微控制器必须只向驱动器提供步进和方向信号。

这种方法只占用两个微控制器引脚,有助于其他功能需要大量微控制器引脚的项目。

单相步进者vs双相步进者

单极步进器和双极步进器在工程中都有广泛的应用。然而,从应用的角度来看,它们都有各自的优点和缺点。

单极电机的优点是我们不必使用复杂的H桥电路来控制步进电机。

只有像ULN2003A这样简单的驱动程序才能令人满意地完成这项任务。但是,单极电机有一个缺点。它们产生的扭矩就小得多。这是因为电流只流过绕组的一半。因此,它们被用于低扭矩应用。

另一方面,双相步进电机导线有点复杂,因为我们必须使用电流可逆H桥驱动器IC,如L293D。

但优点是,电流将流过整个线圈。与单极电机相比,由电机产生的转矩更大。

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