第三章步进电机控制技术

1、6/26/2022计算机控制技术 1第三章第三章 步进电机控制技术步进电机控制技术( (一、一、数字程序控制基础数字程序控制基础二、二、逐点比较法插补原理逐点比较法插补原理三、三、步进电机控制技术步进电机控制技术6/26/2022计算机控制技术 2一、数字程序控制基础一、数字程序控制基础(fundamental of numeric program control)数字程序控制数字程序控制主要用于机床的自动控制，如加工中心、线切割主要用于机床的自动控制，如加工中心、线切割机等的自动控制系统中，采用数字程序控制的机床称为机等的自动控制系统中，采用数字程序控制的机床称为数数控机床控机床。所谓所谓数

2、字程序控制数字程序控制，就是计算机根据输入的指令和数据，控制，就是计算机根据输入的指令和数据，控制机床按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度机床按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等自动地完成工作地自动控制。等自动地完成工作地自动控制。1、数字程序控制原理数字程序控制原理(principle)2、数字程序控制方式数字程序控制方式(manner)6/26/2022计算机控制技术 31 1、数字程序控制原理、数字程序控制原理(P64)(P64) 图中图中abcd为绘图仪绘图曲线或零为绘图仪绘图曲线或零件的加工曲线。件的加工曲线。将图中的曲线分成若干段：将图中的曲线分成若干段：XY

3、abcd0 当给定当给定a、b、c、d各点的各点的x和和y坐标，如何确定坐标，如何确定各坐标值之间的中间值？各坐标值之间的中间值？求得这些中间值的数值计算方法称为插补或插值求得这些中间值的数值计算方法称为插补或插值。 插补计算插补计算就是通过给定的就是通过给定的基点坐标基点坐标，以一定的，以一定的速度连续定出一系列中间点，而这些中间点的坐标速度连续定出一系列中间点，而这些中间点的坐标值是以一定的精度逼近给定的线段。值是以一定的精度逼近给定的线段。cdabbc，基点基点基点基点6/26/2022计算机控制技术 4所谓所谓直线插补直线插补是指在给定的两个基点之间用一条近似直线来逼近，也就是是指在给

4、定的两个基点之间用一条近似直线来逼近，也就是由此方法定出的中间点连接起来的由此方法定出的中间点连接起来的若干折线若干折线近似于一条直线，而并不近似于一条直线，而并不是一条真正的直线。是一条真正的直线。所谓所谓二次曲线插补二次曲线插补是指在给定的两个基点之间用一条近似曲线来逼近，也是指在给定的两个基点之间用一条近似曲线来逼近，也就是实际的中间点连线是一条近似于曲线的就是实际的中间点连线是一条近似于曲线的折线弧折线弧。常用的常用的二次曲线二次曲线有圆弧有圆弧(arc)、抛物线、抛物线(parabola)和双曲线和双曲线(hyperbola)等等XYabcd0 理论上来讲，插补的形式理论上来讲，插补

5、的形式可以是任意函数，但常用的是可以是任意函数，但常用的是直线插补直线插补和和二次曲线插补二次曲线插补。直线插补直线插补(beeline)二次曲线二次曲线(conic)6/26/2022计算机控制技术 5最后，把插补运算过程中定出的各中间点，以最后，把插补运算过程中定出的各中间点，以脉冲脉冲形式去控制形式去控制x、y方向上的步进电机（绘图笔、或加工刀具），从而绘方向上的步进电机（绘图笔、或加工刀具），从而绘出图形或加工出所要求的轮廓。出图形或加工出所要求的轮廓。每一个脉冲信号步进电机走一步，即绘图笔或刀具在每一个脉冲信号步进电机走一步，即绘图笔或刀具在 x 或或 y 方方向移动一步。向移动一步

6、。把对应于每个脉冲移动的相对位置称为把对应于每个脉冲移动的相对位置称为脉冲当量脉冲当量，又称为步长。，又称为步长。常用常用x，y来表示，且取来表示，且取xy。6/26/2022计算机控制技术 6图示是一段用折线逼近直线的直线插补线段，记图示是一段用折线逼近直线的直线插补线段，记 x 方向和方向和 y 方向移动的总步数为方向移动的总步数为Nx和和Ny 。xxxNex0yyyNey0则则x 方向移动的总步数方向移动的总步数 则则y 方向移动的总步数方向移动的总步数 将将x和和y定义为定义为坐标增量值坐标增量值（即（即xy 1） ，则插补，则插补运算就是如何分配运算就是如何分配 x 和和 y 方向上

7、的脉冲数，使实际的中间点方向上的脉冲数，使实际的中间点轨迹尽可能地逼近理想轨迹。轨迹尽可能地逼近理想轨迹。 实际的中间点连接线是一条由实际的中间点连接线是一条由x和和y 的增量组成的折线，的增量组成的折线，只是由于只是由于x和和y 的值很小，看起来和直线一样。的值很小，看起来和直线一样。XY(x0,y0)0(xe,ye)6/26/2022计算机控制技术 72 2、数字程序控制方式、数字程序控制方式从运动轨迹划分：从运动轨迹划分：*点位控制点位控制(Point To Point-PTP) 点位控制系统中，只要求控制加工刀具行程的终点坐标值即点位控制系统中，只要求控制加工刀具行程的终点坐标值即可。

8、（钻床、冲床等）可。（钻床、冲床等）* 路径控制路径控制（Continuous Path-CP) 路径控制系统中，要求在运动过程中将工件加工成某一形状，路径控制系统中，要求在运动过程中将工件加工成某一形状，因此不但要控制终点坐标，还要控制其轨迹，保证其插补因此不但要控制终点坐标，还要控制其轨迹，保证其插补值满足精度要求。包括直线切削控制和轮廓切削控制。值满足精度要求。包括直线切削控制和轮廓切削控制。XYabcd06/26/2022计算机控制技术 8从控制原理划分：从控制原理划分：* 闭环数字控制系统闭环数字控制系统，这种控制结构大都采用直流电机作为驱，这种控制结构大都采用直流电机作为驱动元件，

9、反馈测量元件采用光电编码器（码盘）、光栅或动元件，反馈测量元件采用光电编码器（码盘）、光栅或感应同步器。结构复杂，精度高。感应同步器。结构复杂，精度高。* 开环数字程序控制系统开环数字程序控制系统，这种控制结构没有反馈检测元件，这种控制结构没有反馈检测元件，工作台由步进电机驱动。系统结构如下图工作台由步进电机驱动。系统结构如下图计算机步进电机步进电机驱动电路工作台工作台由工作台由步进电机步进电机驱动，步进电机接受驱动电路发来的指令驱动，步进电机接受驱动电路发来的指令脉冲作相应的旋转。把刀具移动到与指令脉冲相当的位置。脉冲作相应的旋转。把刀具移动到与指令脉冲相当的位置。至于刀具是否到达脉冲所规定

10、的位置，则不受检查。至于刀具是否到达脉冲所规定的位置，则不受检查。 所以，控制的可靠性和精度由步进电机或传动装置决定。所以，控制的可靠性和精度由步进电机或传动装置决定。6/26/2022计算机控制技术 9二、逐点比较法插补原理二、逐点比较法插补原理所谓所谓逐点比较法插补逐点比较法插补，就是绘图笔或刀具每走一步都要和给定，就是绘图笔或刀具每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，然后再决定下一步怎么走。轨迹上的坐标值进行比较，然后再决定下一步怎么走。如果这点在给定轨迹的下方，则下一步就往给定轨迹的上方走；如果这点在给定轨迹的下方，则下一步就往给定轨迹的上方走；如果原来在给定轨迹的的外面，则下一步

11、就往给定轨迹的里面如果原来在给定轨迹的的外面，则下一步就往给定轨迹的里面走；走；如此，走一步，比较一步，决定下一步的走向，以便逼近给定如此，走一步，比较一步，决定下一步的走向，以便逼近给定轨迹。轨迹。逐点比较法逐点比较法是以是以阶梯折线阶梯折线来逼近直线或圆弧等曲线的；来逼近直线或圆弧等曲线的；最大误差最大误差就是一个脉冲当量。就是一个脉冲当量。（1）逐点比较直线插补逐点比较直线插补（2）逐点比较圆弧插补逐点比较圆弧插补6/26/2022计算机控制技术 101 1、逐点比较直线插补、逐点比较直线插补v偏差计算公式偏差计算公式假设在第一象限加工直线段假设在第一象限加工直线段OA，起点是坐标原点，

12、终点起点是坐标原点，终点A (xe , ye )点点m (xm , ym )是加工点，若是加工点，若点点m在直线段在直线段OA上，则有：上，则有：eemmyxyx即即0ememyxxy定义直线插补的定义直线插补的偏差判别式偏差判别式为为：ememmyxxyFXY0A(xe,ye)ymxmm(xm,ym)mm6/26/2022计算机控制技术 11* 若若Fm0，点点m在在OA上；上；* 若若Fm 0，点，点m在在OA上方，上方，即为即为点点m；* 若若Fm 0，点，点m在在OA下方，下方，即为即为点点m。ememmyxxyF第一象限直线逐点比较法插补原理第一象限直线逐点比较法插补原理：从直线的起

13、点（坐标原点）出发，从直线的起点（坐标原点）出发，* 当当Fm 0，沿，沿x方向走一步；方向走一步；* 当当Fm 0，沿，沿y方向走一步；方向走一步；* 当两方向所走得步数与终点坐标当两方向所走得步数与终点坐标(xe , ye )相等时，发出终点相等时，发出终点到信号，停止插补。到信号，停止插补。XY0A(xe,ye)ymxmm(xm,ym)mm6/26/2022计算机控制技术 12XY0A(xe,ye)ymxmm(xm,ym)mm为了编程方便，进一步推导为了编程方便，进一步推导简化的偏差计算公式。简化的偏差计算公式。设加工点正处于设加工点正处于m点点，当当Fm0，标明，标明m点在点在OA上或

14、上或OA的上方，应沿的上方，应沿x方向走一步至方向走一步至(m+1)点，点，11mmxxmmyy1所以，所以，点点(m+1)的坐标值的坐标值：点点(m+1)的偏差为的偏差为：ememmyxxyF111ememyxxy) 1(eememyyxxyemmyFF16/26/2022计算机控制技术 13XY0A(xe,ye)ymxmm(xm,ym)mm设加工点正处于设加工点正处于m点点，当当Fm 0，标明，标明m点在点在OA的下方，应沿的下方，应沿y方向走一步方向走一步至至(m+1)点，点，mmxx111mmyy所以，所以，点点(m+1)的坐标值的坐标值：点点(m+1)的偏差为的偏差为：ememmyx

15、xyF111ememyxxy) 1(emeemyxxxyemmxFF16/26/2022计算机控制技术 14简化的偏差计算公式简化的偏差计算公式：新的加工点的偏差新的加工点的偏差Fm1 都可以由前一点的偏差都可以由前一点的偏差 Fm 和终点坐和终点坐标相加减得到。标相加减得到。当当Fm0，沿，沿x方向走一步，方向走一步，emmyFF1当当Fm 0，沿，沿y方向走一步，方向走一步，emmxFF1注意注意：加工的起点是坐标原点，起点的偏差是已知的，：加工的起点是坐标原点，起点的偏差是已知的， 即：即： F006/26/2022计算机控制技术 15v终点判断方法终点判断方法设置一个终点计数器，寄存设

16、置一个终点计数器，寄存x 和和 y 两个坐标进给的总步数两个坐标进给的总步数Nxy； x 和和 y 坐标走一步，坐标走一步，Nxy就减就减1； 若若Nxy0，则表明到达终点。，则表明到达终点。 设置设置Nx和和 Ny两个减法计数器，在加工开始前，两个减法计数器，在加工开始前， Nx和和 Ny分分别存入终点坐标值别存入终点坐标值xe 和和ye ； 在在x坐标（或坐标（或 y 坐标）走一步，坐标）走一步，Nx就减就减1（或（或Ny就减就减1 ）；）； 当当Nx和和 Ny两都减到两都减到0时，到达终点。时，到达终点。v插补计算过程插补计算过程插补计算时，每走一步，都要进行以下插补计算时，每走一步，都

17、要进行以下4 4个步骤的插补计算过个步骤的插补计算过程：程：偏差判别偏差判别、坐标进给坐标进给、偏差计算偏差计算、终点判断。终点判断。6/26/2022计算机控制技术 16例题例题 设加工第一象限直线设加工第一象限直线OA，起点坐标，起点坐标O(0,0)，终点坐标，终点坐标A(6,4)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。，试进行插补计算并作出走步轨迹图。解：终点坐标：解：终点坐标：Nxy |60| + |40| = 10坐标进给的总步数：坐标进给的总步数：xe 6， ye 4起点偏差：起点偏差：F00逐点比较直线插补举例逐点比较直线插补举例插补计算过程如下表：插补计算过程如下表：6/26/202

18、2计算机控制技术 17起点起点F00Nxy1012345678910F00 x步数步数偏差判别偏差判别坐标进给坐标进给偏差计算偏差计算终点判断终点判断xF1F0ye 4 4Nxy9F1 0 0 xF3F2ye 2 2xe ,6， ye 4Nxy7Nxy6Nxy5Nxy4Nxy3Nxy2Nxy1Nxy0F3 0 0 xF5F4ye 0 0F5= 0 0 xF6F5ye 4 4F6 0 0 xF8F7ye 2 2F8 0 0F10F9ye 06/26/2022计算机控制技术 18直线插补的走步轨迹图直线插补的走步轨迹图：XYoA(6,4)5432143216123456789106/26/2022

19、计算机控制技术 192 2、逐点比较圆弧插补、逐点比较圆弧插补v偏差计算公式偏差计算公式设在第一象限加工逆圆弧设在第一象限加工逆圆弧AB，其其半径为半径为R，圆弧的圆心在坐标原点，圆弧的圆心在坐标原点，圆弧起点是圆弧起点是A (x0 , y0 ) ，终点终点B (xe , ye )，点点m (xm , ym )是加工点，是加工点，XY0B(xe,ye)RmxmA(x0,y0)M(xm,ym)R它与圆心的距离为它与圆心的距离为Rm，比较比较Rm和和R ：222mmmyxR定义偏差判别式：定义偏差判别式：22RRFmm得圆弧插补的得圆弧插补的偏差判别式偏差判别式为为：222RyxFmmm222yx

20、R，6/26/2022计算机控制技术 20XY0B(xe,ye)RmA(x0,y0)M(xm,ym)R* 若若Fm0，点点m在圆弧上；在圆弧上；* 若若Fm 0，点，点m在圆弧外；在圆弧外；* 若若Fm 0，点，点m在圆弧内。在圆弧内。222RyxFmmm第一象限逆圆弧逐点比较法插补原理第一象限逆圆弧逐点比较法插补原理：从圆弧的起点出发，从圆弧的起点出发，* 当当Fm 0，为了逼近圆弧，沿，为了逼近圆弧，沿x方向走一步；方向走一步；* 当当Fm 0，为了逼近圆弧，沿，为了逼近圆弧，沿y方向走一步；方向走一步；* 到达终点后，停止插补。到达终点后，停止插补。6/26/2022计算机控制技术 21

21、为了编程方便，进一步推为了编程方便，进一步推导导简化的偏差计算公式简化的偏差计算公式。设加工点正处于设加工点正处于m点点，当当Fm0，应沿，应沿x方向方向走一步至走一步至(m+1)点，点，11mmxxmmyy1所以，所以，点点(m+1)的坐标值的坐标值：点点(m+1)的偏差为的偏差为：221211RyxFmmm222) 1(Ryxmm121mmmxFFXY0B(xe,ye)RmA(x0,y0)M(xm,ym)R6/26/2022计算机控制技术 22当当Fm 0，应沿，应沿+y方向走一步至方向走一步至(m+1)点，点，所以，点所以，点(m+1)(m+1)的坐标值：的坐标值：mmxx111mmyy

22、点点(m+1)的偏差为的偏差为：221211RyxFmmm222) 1(Ryxmm121mmmyFFXY0B(xe,ye)RmA(x0,y0)M(xm,ym)R6/26/2022计算机控制技术 23简化的偏差计算公式简化的偏差计算公式：只要知道前一点的偏差只要知道前一点的偏差 Fm 和坐标值，就可求出新加工点的偏和坐标值，就可求出新加工点的偏差差Fm1 。当当Fm0，沿，沿x方向走一步，方向走一步，121mmmxFF当当Fm 0，沿，沿y方向走一步，方向走一步，121mmmyFF注意注意：加工的起点是从圆弧起点开始的，所以，起点的偏：加工的起点是从圆弧起点开始的，所以，起点的偏差是已知的，即：

23、差是已知的，即： F006/26/2022计算机控制技术 24v终点判断方法终点判断方法圆弧插补的终点判断方法和直线插补相同：圆弧插补的终点判断方法和直线插补相同：可将可将x方向的走步步数方向的走步步数Nx| xe x0|，和，和 y 方向的走步步数方向的走步步数Ny| ye y0| 的总和的总和Nxy作为一个计数器；作为一个计数器；x 和和 y 坐标走一步，坐标走一步，Nxy就减就减1； 若若Nxy0，则表明到达终点。，则表明到达终点。v插补计算过程插补计算过程圆弧插补计算过程比直线插补计算过程多一个环节，即要计算圆弧插补计算过程比直线插补计算过程多一个环节，即要计算加工点的坐标值。因此，圆

24、弧插补计算过程要进行加工点的坐标值。因此，圆弧插补计算过程要进行5 5个步骤：个步骤：偏差判别偏差判别、坐标进给坐标进给、偏差计算偏差计算、坐标计算坐标计算、终点判断。终点判断。6/26/2022计算机控制技术 25逐点比较圆弧插补举例逐点比较圆弧插补举例例题例题 设加工第一象限逆圆弧设加工第一象限逆圆弧AB，起点坐标，起点坐标A(4,0)，终点坐标，终点坐标B(0,4)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。，试进行插补计算并作出走步轨迹图。解：起、终点坐标：解：起、终点坐标：Nxy |40| + |40| = 8坐标进给的总步数：坐标进给的总步数：xe 0， ye 4起点偏差：起点偏差：F00

25、x0 4， y0 0；6/26/2022计算机控制技术 26圆弧插补计算过程：圆弧插补计算过程：起点（起点（4,0），终点（），终点（0,4）步步数数偏差偏差判别判别坐标坐标进给进给偏差计算偏差计算终点终点判断判断坐标计算坐标计算起点起点F00Nxy812345678F00 xF1F02x0 +1+17 7Nxy7F1 0 0yF2F12y1 +1+16 6Nxy6F2 0 0yF3F22y21 13 3Nxy4Nxy3Nxy2Nxy0F3 0 0 xF5F42x41 13 3F5 0 0 xF7F62x61 11 1F7 0 0 xF8F72x7 1 10Nxy5Nxy1x0 4， y0 0

26、 x1 x0 13， y1 0 x2 3， y2 y1 11x3 3， y3 y2 12x4 3， y4 y3 13x5 x512，y5 3x6 2，y6 y514x7 x611，y74x8 x710，y746/26/2022计算机控制技术 27圆弧插补的走步轨迹图圆弧插补的走步轨迹图：XYoA(4,0)43214321B(0,4)123456786/26/2022计算机控制技术 28作业作业1、加工第一象限直线、加工第一象限直线OA，起点，起点O(0,0)，终点，终点A(11,7)。要求：。要求：（1）按逐点比较法插补进行列表计算；）按逐点比较法插补进行列表计算；（2）作出走步轨迹图，并标明

27、走步方向和步数。）作出走步轨迹图，并标明走步方向和步数。2、加工第一象限逆圆弧、加工第一象限逆圆弧AB，起点，起点A（6，0），终点（），终点（0，6），），要求要求（1）按逐点比较法插补进行列表运算；）按逐点比较法插补进行列表运算；（2）作出走步轨迹图，并标明走步方向和步数。）作出走步轨迹图，并标明走步方向和步数。6/26/2022计算机控制技术 29步进电机步进电机又称脉冲电机，是一种将电脉冲信号转换为又称脉冲电机，是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电式数模（角位移的机电式数模（D/A）转换器。）转换器。 特点特点：（1）作为执行元件，具有快速启停能力，一般其步）作为执行元件，具有快速启停

28、能力，一般其步进速率为进速率为2001000步步/秒；秒；（2）精度高，步距角可以由）精度高，步距角可以由0.3690/步，而且复位准步，而且复位准确。确。 应用广泛应用广泛：（1）打印机、绘图机一般都采用步进电机来定位绘）打印机、绘图机一般都采用步进电机来定位绘图笔、或光学镜头；图笔、或光学镜头；（2）工业过程控制的位置控制系统。）工业过程控制的位置控制系统。三、步进电机控制技术三、步进电机控制技术6/26/2022计算机控制技术 30uABCAACCBB0123转子转子定子定子6/26/2022计算机控制技术 311、步进电机工作原理：、步进电机工作原理：电机的定子电机的定子上有上有6个等

29、分的磁极（个等分的磁极（6个齿），即个齿），即A、A、B、B、C、C，相邻两个磁极间的夹角是，相邻两个磁极间的夹角是60。相对的磁极组成一相，形成如图三相步进电机相对的磁极组成一相，形成如图三相步进电机AA相，相，BB相，相，CC相。相。当某一绕组有电流通过时，该绕组相应的两个磁极立即形成当某一绕组有电流通过时，该绕组相应的两个磁极立即形成N极和极和S极。极。电机的转子电机的转子有四个齿，有四个齿，0、1、2、3齿。齿。直流电源直流电源u分别对步进电机分别对步进电机AA、BB、CC相绕组轮流相绕组轮流通电。通电。6/26/2022计算机控制技术 32初始状态，初始状态，开关开关A接通接通，则，

30、则A相齿极和转子的相齿极和转子的0、2号齿对齐。号齿对齐。同时，同时，1、3齿和齿和B、C齿极形成错齿状态。齿极形成错齿状态。当开关当开关A关闭，开关关闭，开关B接通接通，由于，由于B相绕组和转子的相绕组和转子的1、3齿之齿之间的磁力线作用，使得转子间的磁力线作用，使得转子1、3号齿和号齿和B相磁极对齐。同相磁极对齐。同时，时，0、2号齿就和号齿就和A、C相绕组磁极线形成错齿状态。相绕组磁极线形成错齿状态。此后，此后，当开关当开关B关闭，开关关闭，开关C接通接通，由于，由于C相绕组和转子的相绕组和转子的0、2齿之间的磁力线作用，使得转子齿之间的磁力线作用，使得转子0、2号齿和号齿和C相磁极对齐

31、。相磁极对齐。同时，同时，1、3号齿就和号齿就和A、B相绕组磁极线形成错齿状态。相绕组磁极线形成错齿状态。此时转子移动了一个齿距角。此时转子移动了一个齿距角。可见，错齿是电机旋转的根本原因可见，错齿是电机旋转的根本原因6/26/2022计算机控制技术 33将一相绕组通电的操作称为将一相绕组通电的操作称为一拍一拍，那么，对，那么，对A、B、C三相绕三相绕组轮流通电需要组轮流通电需要三拍三拍。显然，三相步进电机转子转动一个齿距，需要三拍操作，它的显然，三相步进电机转子转动一个齿距，需要三拍操作，它的转子有四个齿，一个齿距角为转子有四个齿，一个齿距角为9090。对于一个步进电机，如果它的转子的齿数为

32、对于一个步进电机，如果它的转子的齿数为Z，它的，它的齿距角齿距角z，则，则，z2/Z=360/Z步进电机每一拍就执行一次步进，称为步进电机每一拍就执行一次步进，称为步距角步距角，运行工作拍，运行工作拍数数N拍可使转子转动一个拍可使转子转动一个齿距角齿距角，则，则NZNz360/假设三相步进电机采用三拍方式，假设三相步进电机采用三拍方式，它的步距角它的步距角 360/3430 ；* 转子有转子有40个齿，个齿，它的步距角它的步距角 360/3403 。* 转子有转子有4个齿，个齿，6/26/2022计算机控制技术 342、步进电机工作方式：、步进电机工作方式：步进电机有三相、四相、五相、六相等多

33、种；步进电机有三相、四相、五相、六相等多种；可工作于单相通电方式，也可工作于双相通电方式，或者单相、可工作于单相通电方式，也可工作于双相通电方式，或者单相、双相交叉通电方式。双相交叉通电方式。选用不同的工作方式，使步进电机具有不同的工作性能，如减选用不同的工作方式，使步进电机具有不同的工作性能，如减小步距，提高定位精度和工作稳定性等。小步距，提高定位精度和工作稳定性等。对于三相步进电机：对于三相步进电机：（1）单相三拍工作方式（单三拍）单相三拍工作方式（单三拍）（2）双三拍工作方式（双三拍）双三拍工作方式（双三拍）（3）三相六拍工作方式）三相六拍工作方式6/26/2022计算机控制技术 35（

34、1）单相三拍工作方式（单三拍）单相三拍工作方式（单三拍）单：每次对单相通电；单：每次对单相通电；三拍：指电流切换三拍：指电流切换3次，即换相次，即换相3次，磁场旋转一周，转子转动次，磁场旋转一周，转子转动一个齿距。一个齿距。为了使步进电机能正向旋转，对各相的通电顺序为为了使步进电机能正向旋转，对各相的通电顺序为 ABCA各相通电的波形各相通电的波形6/26/2022计算机控制技术 36该工作方式下：每相周期为三拍，每个周期内通电该工作方式下：每相周期为三拍，每个周期内通电1拍；拍； 且每拍都是单相通电，且每拍都是单相通电，若转子为若转子为40齿，齿，则齿距角则齿距角z 360 /40=9 9,

35、 ,则步距角则步距角 9 9 /3=3 6/26/2022计算机控制技术 37（2）双三拍工作方式）双三拍工作方式双：每次两相同时通电，双：每次两相同时通电，三拍：控制电流切换三拍：控制电流切换3次，磁场旋转一周，转子转动一个齿距。次，磁场旋转一周，转子转动一个齿距。双三拍工作方式下，各相的通电顺序为双三拍工作方式下，各相的通电顺序为 ABBCCAAB各相通电的波形各相通电的波形6/26/2022计算机控制技术 38此种工作方式下：每相周期为三拍，每个周期内连续通电此种工作方式下：每相周期为三拍，每个周期内连续通电2拍；拍； 且每拍都有两相通电。且每拍都有两相通电。若转子为若转子为40齿，齿，

36、则齿距角则齿距角z 360 /40=9 9, ,则步距角则步距角 9 9 /3=3 6/26/2022计算机控制技术 39（3）三相六拍工作方式）三相六拍工作方式三相六拍工作方式就是把单三拍和双三拍结合起来的工作方式。三相六拍工作方式就是把单三拍和双三拍结合起来的工作方式。三相六拍各相的通电顺序为三相六拍各相的通电顺序为 AABBBCCCAA控制电压切换控制电压切换6次，磁场旋转一周，转子转动一个齿距次，磁场旋转一周，转子转动一个齿距6/26/2022计算机控制技术 40此种工作方式下：每相周期为此种工作方式下：每相周期为6拍，其中拍，其中6拍中有拍中有3拍是单相通拍是单相通电，电，3拍是双相

37、通电，其通电波形是方波，即拍是双相通电，其通电波形是方波，即3拍连续通电，拍连续通电，3拍连续断电。拍连续断电。若转子为若转子为40齿，则齿，则齿距角齿距角z 360 /40=9 9, , 则步距角则步距角 9 9 /6=1.5 所以六所以六6 6拍工作方式比单三拍和双三拍的步进精度高一倍拍工作方式比单三拍和双三拍的步进精度高一倍6/26/2022计算机控制技术 413、步进电机的控制接口及输出表、步进电机的控制接口及输出表常规的步进电机控制电路主要由常规的步进电机控制电路主要由脉冲分配器脉冲分配器和和驱动电路驱动电路组成；组成；采用采用微机控制微机控制，主要取代脉冲分配器，驱动电路是不可省的，主要取代脉冲分配器，驱动电路是不可省的，同时用微机实现对同时用微机实现对步进电机的走步数步进电机的走步数、转向转向以及以及速度控制速度控制等。等。（1）步进电机控制接口）步进电机控制接口（2）步进电机控制的输出字表）步进电机控制的输出字表（3）步进电机控制程序）步进电机控制程序6/26/2022计算机控制