步进电机驱动实验报告

步进电机驱动实验报告（推荐10篇）

步进电机驱动实验报告 篇1

班级：

xｘ

姓名：

xx

学号:

xｘx

指导老师: :

ｘx

步进电机调速实验报告

一、实验目得及要求: 1、熟悉步进电机得工作原理 2、熟悉 51 系列单片机得工作原理及调试方法 3、设计基于 51 系列单片机控制得步进电机调速原理图(要求实现电机得速度反馈测量,测量方式:数字测量)４、实现 51 系列单片机对步进电机得速度控制（步进电机由实验中心提供,具体型号 ４2BYG)由按钮控制步进电机得启动与停止;实现加速、匀速、与减速控制.速度设定由键盘设定，步进电机得反馈速度由 LED 数码管显示。

二、实验原理：

1、一般电动机都就是连续旋转,而步进电动却就是一步一步转动得,故叫步进电动机。步进电机就是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电动机得转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接得控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号，步进电动机得转子就前进一步。由于输入得就是脉冲信号,输出得角位移就是断续得，所以又称为脉冲电动机.随着数字控制系统得发展,步进电动机得应用将逐渐扩大。

进电动机需配置一个专用得电源供电,电源得作用就是让电动机得控制绕组按照特定得顺序通电,即受输入得电脉冲控制而动作，这个专用电源称为驱动电源.步进电动机及其驱动电源就是一个互相联系得整体，步进电动机得运行性能就是由电动机与驱动电源两者配合所形成得综合效果。

2、对驱动电源得基本要求

（1)驱动电源得相数、通电方式与电压、电流都要满足步进电动机得需要;（2）要满足步进电动机得起动频率与运行频率得要求;(3)能最大限度地抑制步进电动机得振荡;(4）工作可靠,抗干扰能力强;(5）成本低、效率高、安装与维护方便。

3、驱动电源得组成 步进电动机得驱动电源基本上由脉冲发生器、脉冲分配器与脉冲放大器(也称功率放大器)三部分组成, 三、实验源程序：

／＊**＊＊＊*＊＊*＊***＊

wrｉter：shｏppinｇ、w

＊**＊***＊***＊＊*＊*＊*／ #incｌude 〈reg５2、h〉 #defｉne uint uｎｓigned ｉnt ＃ｄｅfine ｕchar uｎsiｇned chａr uchａｒ cｏde FＦW[］= {

0 ９0x0,８０x0,c0ｘ0,40x0，60x0,20ｘ0,30ｘ０,10xﻩ｝;uchar coｄe REV[]= ｛

0 10x0,30x０,2０x０,6０x0,4０x0，c０x0，80x0,90ｘﻩ};ｓbｉt Ｋ１ = P3^0； sbｉｔ Ｋ2 = Ｐ3^1;sbit K3 = Ｐ3^2;ｖｏid ＤｅlaｙＭＳ(uint ｍs）

{

uchar i；

wｈiｌe（ms-—）

｛

;)＋+i；021〈i;0=i（ｒoｆﻩ ｝ } ｖｏid SETP_MＯTＯR_FFW(uchａr n){

ucｈａr i,j;

for(i＝0;ｉ〈5＊n;i＋+）

{ﻩ

for(j=0;j<８;ｊ++)

{ﻩ ﻩ

if(K3 == ０)ｂｒeａk;

ﻩﻩ P1 = FFW［ｊ]；

；）５２（SMyaleDﻩﻩ }ﻩﻩ } ｝ voiｄ SEＴP_MＯTOR_ＲEV(ucｈar ｎ)｛

uｃｈaｒ ｉ,j;

for（ｉ=０;i<5＊n；i++)

{）++j;8

ﻩ

;kaerbﻩ)0 == 3K(fiﻩ

Ｐ1 = RＥV[ｊ］;

ﻩ ＤｅlayMＳ(25）;

ﻩ ｝

｝ } ｖoid main（）

{uchar N = 3；)1（elｉhｗﻩ {if（K１ == ０)

｛;efx0 = 0Pﻩ ﻩﻩ SＥTP_MOTＯR_FFW（N）;

ﻩ iｆ(Ｋ３ =＝ 0)ｂｒeａk;

}ﻩﻩ ﻩ eｌｓe iｆ(K２ =＝ ０)

ﻩ {

Ｐ0 ＝ 0xfｄ；

ﻩ

；)Ｎ(VER_RＯTOＭ＿PTESﻩ

；ｋaｅrb)0 == 3Ｋ（fiﻩﻩ ｝ﻩﻩ ﻩ ｅlｓe

{ﻩﻩ ﻩ

;bfx0 ＝ 0Ｐﻩﻩ;30ｘ0 = 1Pﻩ

｝

｝ﻩ}

四、实验心得：

步进电机驱动实验报告 篇2

1 系统方案设计

1.1 直线超声电机所需的驱动信号

实验使用的直线超声电机是A、B相驻波型超声电机, 其谐振频率约为33k Hz, 两相信号频率相同、相位差90°、峰-峰值为100~200V。由于电机导轨及其他配件加工特性, 两相驱动信号的频率、相位差、幅度均要可调节。

1.2 系统方案确定方案

选用综合性PLD/FPGA开发软件Quartus II为平台, 采用Verilog HDL输入。组成框图如图1, 该电机驱动系统以FPGA为核心, 由PC控制、UART接收、数据存储及DDS实现、DAC转换、低通滤波和放大等部分组成。计算机输入控制参数, 经UART转换后送入FPGA, 利用DDS产生两列有相位差、幅度差但频率一致的正弦波, 经DAC转换、放大滤波得到驱动信号。

2 硬件设计

2.1 总体设计

FPGA使用的是Altera的Cyclone IV系列芯片, 输入包括时钟和来自PC的控制字输入, 采用60MHz时钟、串口通信。所使用的模块[4]包括:UART模块、Rec模块、adder模块、Rom模块、PLL模块、 (硬件) 逻辑运算模块和数字运算模块。分别实现串口通信、Rom的正弦数据录入、频率相位累加、正弦波存储、时钟输出、逻辑数学运算。DAC接收信号为14位。

2.2 两相输出的DDS设计

DDS的工作原理, 如图1, 是根据输入基准时钟频率和输出信号频率, 计算出频率控制字K。加法器自加1运算, 将结果与K比较, 若相等则寄存器自加1, 将结果与相位控制字Pw相加作为波形查找表地址。波形查找表是一个相位/幅度转换ROM, 内部存储一个完整周期波形的相位/幅度值。相位寄存器寻址一次, 波形查找表输出与相位对应的幅度值。相位累加器自累加, 当累加器产生一次溢出时, 就生成一个周期的DDS合成信号。如图1, B相作为基准, 调节A相即得到相位差[-π, π]两相信号。两列波幅度控制采用直接由查表结果乘以A1、A2系数得到。

2.3 DAC电路

DAC芯片使用的是AD9852DAC芯片实现, DAC时钟频率为30Mhz, 由FPGA锁相环PLL提供。该DAC参考电压引脚均接地。

3 软件实现

3.1 PC端软件设计

PC采用串口通信工具实现对FPGA控制字输入, 控制字由4字节构成包含两相信号幅度、频率、相位差、状态信息。具体流程如图2所示。设计A、B相信号为10Khz~100Khz两列正弦波, 每周期采样256次, 对应周期正弦波分256等分, 相位精度约为1.40度, 计算可知DAC最高采样率大于30MSPS即可。

3.2 FPGA软件设计

FPGA相当于4输入查找表RAM。该系统模块化设计完成后, Quartus II软件完成对设计文件编译、优化、综合、布局布线和仿真。然后对FPGA芯片编程:将各种电路 (逻辑单元) 组成具有与设计功能相同的模块模并集成于FPGA中实现设计。PC通过指令选择进入不同的模式:竖直向上运行、竖直向下运行、停止运行自锁。在不同模式下分别执行相应的子程序, 最后向FPGA写入相应的控制字。FPGA接收后识别到有效控制字时, 按照参数输出两列正弦波。

3.3 实验结果

将波形生成工具设置生成256位无符号 (DAC芯片使用要求) 正弦波形保存, 完成对ROM的配置, 将波形相位差设为-90°和90°, 完成时序约束检查后生成仿真波形结果如图2 (右) 所示。实验结果表明能对实验直线超声电机实现既定规律运动控制。

4 结语

本文通过FPGA控制的直线超声电机应用于特定轨迹竖直方向运动控制, 综合运用了PC、FPGA、ADC、Quartus II等资源, 利用了软件平台参数化模块库 (LPM) 、仿真编译等功能及ROM和PLL等模块。实现了在Quartus上正确的逻辑输出, 通过Matlab得到了仿真波形信号输出, 实现了直线超声电机有效控制。将直线超声电机运用于竖直方向特定轨迹控制, 是对落体控制方式的创新, 也对直线超声电机的驱动力、速度等性能提出了新要求, 有较大的应用意义。

摘要：在工程实践中往往利用匀速旋转动力源实现往复直线运动, 为了实现机构小型化, 减少震动和精确控制, 提出用直线超声电机按一定规律控制物体实现直线运动, 提出PC+FPGA方式控制直线超声电机, PC给出控制信号, FPGA给出数字信号。对数字信号进行DAC转换后低通滤波和放大, 得到驱动电机的信号。

关键词：直线运动控制,直线超声电机,FPGA

参考文献

[1]邢亮, 沈豫鄂.PROE运动仿真中单向匀速电机实现往复直线运动的方式及分析[J].舰船电子工程, 2009 (9) :193-197.

[2]时运来.新型执行超声电机的研究及其在运动平台中的应用[D].南京航空航天大学, 2011.

[3]谭冠龙, 基于DDS的超声电机驱动电源的研制[D].电子科技大学, 2011.

linux驱动程序实验报告 篇3

院系名称

学生姓名学号专业名称班

级时间

实验报告

****年**月**日 至

年

月 日

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实验题目 字符设备驱动程序

一、实验目的

通过编写一个简单的C语言字符设备驱动程序，来加深对上次的内存管理实验的复习，以及对本次学习的字符设备驱动的应用。

二、实验内容

编写一个字符设备驱动程序，以内核模块的形式插入内核，编译方法与内核编译方法一致。创建设备节点，然后通过编写一个测试程序，输出“hello world！”。

三、实验步骤

用C语言编写一个字符设备驱动程序；

编译，链接，将程序插入内核模块中；

创建设备节点，编写测试程序，运行输出“hello world”。

四、调试以及运行过程

因为用的是学校的电脑，在运行时，就出现错误。开始是怎么都插不进去模块。最后发现原来是makefile文件开始用小写，后来改成Makefile,，竟然对了。虽然最后显示内核模块插入了，但是无法进行编译，总是显示，无法正常运行。最后，把代码拷进同学电脑里，对了。才发现，有时要相信自己，换一个位置去试，就会发现惊喜。

五、心得体会

对于程序，我们要多练，才能懂得其真正的用处在哪里。没有编写程序运行前只知道一点皮毛，真正操作后才会受益匪浅。通过编写字符设备驱动程序，我知道了当我们不会写代码时，可以先试着把别人的类似代码敲一遍，然后找出那种属于自己的感觉，理解清楚别人的思想，然后根据需要编写属于自己的代码。

六、源代码

1.字符设备驱动程序

#include #include #include #include #include MODULE_LICENSE(“GPL”);MODULE_AUTHOR(“Helight”);//定义主设备号与次设备号

#define DP_MAJOR 250 #define DP_MINOR 0 //定义变量

static int char_read(struct file *filp,char __user *buffer,size_t,loff_t *);static int char_open(struct inode *,struct file *);static int char_write(struct file *filp,const char __user *buffer,size_t ,loff_t*);static int char_release(struct inode *,struct file *);static int chropen;struct cdev *chardev;static int len;//file_operations结构中的每个函数都对应一个具体的功能，也就是对设备的不同操作 static const struct file_operations char_ops = {.read = char_read,.write = char_write,.open = char_open,.release = char_release, };//设备驱动模块加载函数

static int __init char_init(void){ dev_t dev;printk(KERN_ALERT“Initing......n”);dev=MKDEV(DP_MAJOR,DP_MINOR);chardev = cdev_alloc();if(chardev==NULL){ return-1;} if(register_chrdev_region(dev,10,“chardev”)){ printk(KERN_ALERT“Register char dev errorn”);return-1;} chropen=0;len=0;cdev_init(chardev,&char_ops);if(cdev_add(chardev,dev,1)){ printk(KERN_ALERT“Add char dev errorn”);} return 0;} //文件打开函数会在设备结构体指针赋值给私有数据

static int char_open(struct inode *inode,struct file *file){ if(chropen==0)chropen++;Else { printk(KERN_ALERT“Another process open the char devicen”);return-1;} try_module_get(THIS_MODULE);return 0;} //释放函数

static int char_release(struct inode *inode,struct file *file){ chropen--;module_put(THIS_MODULE);return 0;} //读函数

static int char_read(struct file *filp,char __user *buffer,size_t length,loff_t *offset){ if(length<12){ if(!copy_to_user(buffer,“hello world!”,length)){ return 0;} } else { if(!copy_to_user(buffer,“hello world!”,strlen(hello,world!“"))){ return 0;} } return-1;} //写函数

static int char_write(struct file *filp,const char __user *buffer,size_t length,loff_t *offset){ return 0;} //设备驱动模块卸载函数

H桥驱动直流电机分析 篇4

1.Ｈ桥ＰＷＭ变换器驱动电机运行过程

如图1所示，电动机M两端电压UAB的极性随开关器件驱动电压的变化而变化，这里分析双极式控制的可逆PWM变换器。四个驱动电压波形如图2所示，它们的关系是Ug1Ug4Ug2Ug3.在一个开关周期内，当0tton时，VT1和VT4导通，VT2和VT3UAB关断，Us，电枢电流id沿tT时，VT1图1 H桥可逆PWM变换器

回路1流动；当tonVT2和VT3由于VD2和和VT4关断，VD3的钳制作用不能马上导通，id沿回路2流经二极管续流，UABUs.当电机需要降速制动时，先改变控制脉冲的占空比，使驱动电压的平均值Ud减小，但是由于机械惯性，转速和反电势还来不及变化，因而造成E图2 驱动电压

Ud，很快使电流反向，在0tton时，反向电流沿回路4向电源充电，tT时，VT2和VT3被打开，负向实现再生制动，而VT1和VT4被钳制不能导通；在ton电流通过VT2和VT3，实现能耗制动。

1/ 4

当电机反向转动时，各器件的导通情况与上述情形相反。图3绘出了双极式控制时电机正转时的输出电压和电流波形。电动机的正反转则体现在驱动电压正负脉冲的宽窄上。当正脉冲较宽时，tonT，2则UAB的平均值为正，电动机正转，反之则反转；如果正负脉冲相等，tonT，平均电压为零，则电动机2图3 输出电压和电流

停止。但电动机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相等的交变脉冲电压，因而电流也是交变的，平均值为零，不产生转矩，电动机损耗陡然增大，但是此时消除了正反向时的静摩擦死区，起“动态润滑”的作用。另外，图3所示的id2为轻载状态下的输出电流变化情况。

2.直流电机启动和降速过程

电动机在未启动之前，转速n0，反电势E机加上额定电压时，启动电流Ist0，而电枢电阻Ra很小，所以将电动

Un/Ra将很大，可能烧坏整流子。所以在电机启动时都采用限制电流的方法，下面讨论常用的电枢回路串接电阻的方法。

图4 串接电阻启动

2/ 4

如图4所示，当在电枢回路串接电阻Rst时，电动机启动电流将变成IstUN

RaRst随着电动机转速的提高，反电动势E增大，再逐步切除外加电阻直到电机达到所要求的转速。图4（b）所示为外接1级电阻启动特性。当外接电阻被切除后，工作点将从曲线1变到曲线2，由于在切除外接电阻瞬间，机械惯性的作用使电动机的转速不能突变，在此瞬间转速n维持不变，即工作点从点a切换到点b，此时冲击电流仍然很大，为了避免这种情况，通常采用多级外接电阻启动方法（如图5所示）。

图5 外接多级电阻启动

当电动机采用降压调速减速时，运行原理如图6所示。假设电动机以UN运行在g点，电压突然降到U1，此时由于机械惯性作用，电动机转速n保持不变，故电动机反电势也保持不变，所以电枢电流将从IgUNEbUEb变到IL，电RaRa图6 降压调速 机转矩也随之减小，电动机运行于点b，此时电机转矩小于负载转矩，电动机将沿着U1曲线减速，直到电机转矩等于负载转矩。

3.泵升电压

图7所示为桥式可逆直流脉宽调制系统主电路的原理图，PWM变换器的直流电源通常

3/ 4

由交变电网经过不可控的二极管整流器产生，并采用大电容C滤波，以获得恒定的电压。处滤波作用外，电容C还有在电动机制动时吸收系统动能的作用。由于是二极管整流电路供电，所以不能回馈电能，电动机制动时只能对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作“泵升电压”。电力电子器件的耐压限制着最高泵升电压，因此电容量不可能很小，在大容量或负载有较大惯量的系统中，不可能只靠电容器来限制泵升电压，这时采用图7中的镇流电阻Rb来消耗部分电能。对于更大容量的系统，为了提高效率，可以再二极管整流器输出端并接逆变器，把多余的能量逆变后回馈电网，当然这增加了系统的复杂性。

图7 桥式可逆直流脉宽调制系统主电路原理图

步进电机驱动实验报告 篇5

专业：电气工程及其自动化

姓名：常宇 学号：Z011142228

不得不说，这次的实验给我的感觉和上学期的电力电子实验挺像的，必须要用心去做才能学到东西，实验本身才会显得有意义，否则只会是消磨时间。

电力拖动自动控制系统的实验已经结束，在4次实验中，我们做了晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验、单闭环不可逆直流调速系统实验、双闭环可逆直流脉宽调速系统实验和三相SPWM、马鞍波、SVPWM变频调速系统实验。

电力拖动自动控制系统这门课程知识的实用性很强，因此实验就显得非常重要。

不得不说，在这四次实验中，让我印象深刻的是单闭环不可逆直流调速系统实验。这个实验可以说是我所花时间最多、个人认为最难的一次实验。第一次的实验没能成功是因为实验台的DJK04电机调速控制实验I模块损坏，第二次实验也是费尽千辛万苦才把实验顺利完成。虽然这个实验比较难、耗时长，但我却从中学习到了许多。我们第一次实验线路连接好但电机并不能转动，我们也正是利用老师传授的方法判断出了实验模块不能正常工作。即使没有成功做出实验预期的结果，我们依然收获了，我们通过自己的判断可以正确的分析线路的故障、排除故障。我感觉这比稀里糊涂的完成实验更有意义。

在这三次实验中，我们离不开丁老师的帮助。我十分赞成丁老师的这种教学方法，让同学们自己通过实验指导书自己做实验、自己发现问题、分析问题和解决问题，我认为这样才能真正的达到实验的目的，这样才能提高学生的操作动手能力、独立思考的能力。丁老师也能处处为学生着想，最后一次实验中老师就说过学校能为老师办公室安装空调，却不能为实验室装空调，让学生大热天的做实验。老师听完这一番话，我们真的非常感动。像丁老师这样能为学生着想的老师真的很少很少，我们在实验课后都统一认为丁老师是位好老师，是能处处为学生着想的老师。

步进电机的一种驱动设计 篇6

关键词：步进电机,单片机,TD62803P

电机及其控制在国民经济中起着重要的作用。随着现代科学技术的进步, 特别是电力电子技术、微机应用和自动控制理论的进展, 电机在其实际应用中已由过去简单的起停控制、提供动力为目的应用上升到对其速度、位移和转矩等进行精确控制阶段, 使被驱动的机械运动符合预想的要求。特别是在工业自动化、办公室自动化和家庭住宅自动化方面使用的大量控制电机, 几乎都采用电力电子器件进行控制。在这种情况下, 原先的“电机控制”、“电气传动”已发展到“运动控制”新阶段。

1 步进电机

步进电动机 (Step Motor) 是一种由电脉冲控制的特殊同步电动机, 其作用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或是线位移。因此, 步进电动机又称为脉冲电动机 (Pulse Motor) 。步进电动机可以实现信号变换, 是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件。如在数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制、石英钟表等场合都有应用。

1.1 步进电机的特点

步进电动机的角位移或线位移与脉冲数成正比, 其转速或线速度与脉冲频率成反比。在负载能力范围内, 这些关系不因电源电压、负载大小以及环境条件的波动而变化。在开环系统中做执行元件, 使控制系统大为简化。步进电动机可以在很宽的范围内通过改变脉冲频率来调速。步进电动机与一般的电动机不同, 只接电源时不能转动, 每加一次脉冲信号后仅转动一定的角度。它可以精确地控制转动的角度, 还可以实现并环控制, 其控制精度也很高。

步进电动机能够提供较大的低速转矩, 一般可达5倍于相同尺寸的直流伺服电动机的连续转矩, 2倍于无刷电动机的转矩。在某些场合, 可以直接驱动机器人的关节而不需要减速装置。

1.2 步进电机的分类

(1) 按其电磁转矩的产生原理, 可分为3大类:反应式步进电动机、永磁式步进电动机、混合式步进电动机。

(2) 按其相数分有二相、三相、四相、五相等。

(3) 按励磁方式分有一相励磁;二相励磁;一、二相励磁等。

(4) 按驱动方式分有单极性驱动、双极性驱动、恒压驱动、恒流驱动等。

1.3 步进电机的工作原理

图1是三相反应式步进电动机的原理图。它的定子、转子都用硅钢片或其他导磁材料制成, 定子上嵌有星形连接的三相绕组, 每相绕组形成一对磁极, 所以, 定子共有6个磁极。转子上没有绕组, 但有对应的凸极 (实际上为转子齿) , 图1中为两个极。

在晶体管开关电路的控制下, 使定子三相绕组按一定的顺序依次通断。例如, 在t=Ta1时, 加入第一个脉冲, 使A相绕组导通, 而B相和C相绕组不通电。此时, 绕有A相绕组的磁极被磁化, 在电动机磁路中建立磁通。此磁通要将转子拉倒与A相磁极相对齐的位置, 使磁路中的磁阻最小, 并处于稳定状态。接着, 在时间t=Tb1时, 电源加入第二个脉冲, 此脉冲仅使B相绕组通电, 而A相和C相绕组则不通电。此时电动机中只有绕有B相绕组的B相磁极磁化, 形成磁极, 并在电动机磁路中建立磁通。在此磁通的牵引下, 转子就从原来的A相绕组磁极转动一个角度, 直到与B相磁极对齐。同理, 在t=Tc1时, C相绕组通电, A相和B相绕组不通电, 转子又向前转动一步, 到达与C相磁极对齐的位置。然后, 在t=Ta2时, A相绕组又一次通电, 转子又转过一步。如此反复, 只要三相绕组按一定的顺序依次通电, 转子就可以对应脉冲个数一步步地向前步进。

1.4 步进电机的驱动系统

(1) TD62803P的管脚框图如图2所示。

TD62803P是具有步进电动机控制器的多种功能的集成电路, 各相最大输出电流为200m A, 可直接驱动小型步进电动机, 对应于三相、四相电动机, 可设定一相励磁, 二相励磁和一、二相励磁。

(2) TD62803P的管脚功能如表1。

(3) TD62803P控制步进电动机的相数选择及励磁选择如表2。

1.5 步进电机的单片机控制

在步进电动机的单片机的控制系统中, 由单片机产生控制信号, 控制功率驱动电路和频率分配器, 从而控制步进电动机的运行。

1.5.1 步进电机的速度控制

步进电动机的运行速度决定于绕组的通电频率。单片机控制步进电动机速度的方法主要有两种:软件延时和定时器延时。

软件延时法:在每次换相之后, 调用一个延时子程序, 待延时结束后, 再执行换相子程序。周而复始, 即可发出一定频率的步进脉冲, 使电动机按某一确定转速运转。改变延时的时间长度就可以改变输出脉冲的频率, 从而调节电机的转速。这种方法的优点是程序简单、占用片内资源少、调用不同的延时子程序可以实现不同的转速控制。但CPU等待时间长, 不能在运行中处理其他工作, 因此没有多大的使用价值。

定时器延时法:各种单片机都有数量不等的片载定时器计时器。加载某个定时器, 当定时器溢出时就会产生中断信号, 终止主程序的执行, 转而执行中断服务程序, 这样可以产生硬件延时的效果。如将电机换相子程序放在定时器中断服务程序中, 则定时器每中断一次, 电机就换相一次, 从而实现对电机的速度控制。通过定时器中断的方法产生硬件延时的效果, 只需调整定时器的定时常数就可以实现调速。这种方法占用CPU时间较少, 在各种单片机中都能实现, 是一种比较实用的调速方法。

1.5.2 步进电机的加减速

步进电动机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时, 要经历升速、恒速和减速过程。如果起动时一次将速度升到给定速度, 起动频率可能超过极限起动频率, 造成步进电动机失步。如果终点时突然停下来, 由于惯性作用, 步进电动机会发生过冲, 影响位置控制精度。如果非常缓慢地升降速, 步进电动机虽然不会产生失步和过冲现象, 但影响了执行机构的工作效率。所以, 对步进电动机的加减速有严格的要求, 那就是保证在不失步和过冲的前提下, 用最快的速度移动到指定位置。

如图5所示, 步进电动机的升速一般有两种选择, 一种是按直线规律升速, 另一种是按指数规律升速。直线规律升速比较简单, 而指数升速规律比较接近步进电动机输出转矩随转速变化的规律。

控制步进电动机进行加减速就是控制每次换相的时间间隔。当微机利用定时器中断方式来控制电机变速时, 实际上就是不断改变定时器装载值的大小。为了减少每步计算装载值的时间, 可以用阶梯曲线来逼近理想的升降曲线。

1.6 步进电机的驱动电路硬件设计

如图6所示。

1.7 步进电机的驱动电路软件设计

步进电机的升速子程序:

2 结束语

随着对步进电机研究的深入, 对步进电机的驱动也有很多种可行的方法。最常见的有单极性驱动、双极性驱动、恒压驱动、恒流驱动等。本文介绍了一种使用集成电路芯片实现步进电机的驱动。使用集成电路驱动大大简化了电机的驱动电路, 增强了系统的稳定性和抗干扰能力。

参考文献

[1]黄冬梅.步进电动机的微机控制[J].机械职业教育, 2002 (11) .

[2]刘国永, 陈杰平.单片机控制步进电机系统设计[J].安徽技术师范学院学报, 2002 (4) .

[3]孟武胜, 李亮.基于AT89C52单片机的步进电机控制系统设计[J].测控技术, 2006 (11) .

步进电机驱动实验报告 篇7

探究了对静电感应起电机正转和反转时起电现象的实验,结果表明感应起电机正转和反转时都能起电. 通过模拟实验的推演,对起电原理作了合理的.解释.

作 者：朱向阳 崔缨子 ZHU Xiang-yang CUI Ying-zi 作者单位：朱向阳,ZHU Xiang-yang(信丰中学,江西,信丰,341600)

崔缨子,CUI Ying-zi(赣州市第三中学,江西,赣州,341000)

电机实习报告 篇8

电机这门课，作为我们电气工程学院的专业课，对于我们电气工程学院的学生来说是极其重要的。是我们专业继续深造的基础。就相当于造房子一样，电机相当于我们的地基。只有地基够稳，我们建造出来的房子才会稳定。其重要性不言而喻了。短学期为我们开设这样一门电机生产实习的课程，目的是为了帮助我们讲理论与实际结合起来，使我们所学过的理论知识，变成真正能用的实际生活中的产品。在我们脑海中有这样一个直观的印象之后，之后的理论课程的学习就会变得容易一些。

课程一共分为两个模块：实地参观电机企业和亲自动手做一个小型电机。下面我也分别对两块内容写写我自己的感受。

参观实习——我们首先在大巴的接送下来到了埃斯顿自动化有限公司（ESTUN，以下简称埃斯顿），埃斯顿中国运动控制领域具有影响力的企业之一。埃斯顿公司的自动化核心部件产品由交流伺服系统成功转型为运动控制解决方案；业务模式也已经全面升华。在埃斯顿公司，这样一个在中国自动化领域有一定话语权的公司里，心中只有敬慕之情，心里暗想着，我要是能在这么好的一个公司里工作该有多好啊。我们参观的时候，一行几十个人，细碎的脚步声以及每个人嘴里都是碎碎念念的，有些许嘈杂，但即使在这样的情况下，他们公司的员工竟然都没抬头看我们一下。我在想，一个公司改有多么完善的管理制度、对员工该有多么好的福利待遇、员工该有多么喜欢自己的工作才能做到这样兢兢业业的工作啊。

令我印象最深刻的，同时也是我最喜欢的，就是埃斯顿公司的那句话：一个更美好的世界，值得我们全力以赴。我是一个比较感性的人，平常生活中看到一些很没句子或者看一部很暖的电影，我都特别容易被感触。生活中，我们会经常听到周边有抱怨的声音，太热了啊、食堂不好吃啊等等，这都是很消极的一面。就像这句话前半段所说的，这是一个更美好的世界。的确，我们的世界，或者说是我们的生活，正变得越来越美好。越来越自动化、智能化的今天，很多事情都不需要我们人去完成。越来越快的动车高铁极大的方便了我们的生活；功能越发齐全的手机，甚至能做到吃饭都可以足不出户。就是这样一个美好的世界有什么值得我们去抱怨的，恰恰相反，我觉得，我们现在有的生活，真的很幸福。而我们将来的生活也只会越来越美好，所以，就是这样一个充满希望，充满阳光的世界，的的确确值得我们每一个人都全力以赴。既是为了让我们的世界越变越好，也是为了让我们自己变得越来越好。

埃斯顿之行结束以后，我们来到了长风新能源公司（以下简称“长风”）。长风是一家专门制作电机的公司，坐落在江宁科学园内的风电产业园，于2008年4月成立，由南京汽轮电机（集团）有限责任公司控股，并联合国内三家风电行业相关企业共同投资组建。

在长风新能源，我们随从工作人员参观了电机绕线的制造过程。线圈跟我脑海想象中的有点不太一样，我想象中的绕线是那种一根一根绕制的，而眼前的这种是一根一根的，而且很短，一点都没有线的感觉。在这里我就已经感受到学习要理论与实践相结合的重要性了。线圈厂规模庞大，各类型号的线圈都有，一些用于大型电机的线圈更是我们第一次看到，令人叹为观止。线圈厂分为多个生产车间，各个车间连在一起就是一条生产线，从一开始的导体材料加工到最后的线圈成形，需要很多道工序，每一道工序都分工明确。在参观完每一个车间后，我们观看了校直、敲直、敲形、清理、包扎等一系列工序。在指导老师的讲解下，对线圈乃至电机有了更加现实的认识。这一道道工序，在员工们的巧手里，配合着自动化机器，井然有序的加工着。

实地参观的课程到长风这儿，就圆满的落下帷幕。提前走出象牙塔，亲身去体验与我们专业直接相关的东西。这样一次经历，对于我们每一个学电气的人来说，都是弥足珍贵的，我们都非常珍惜这样一次机会。正式因为有了这样一次经历，我们才知道，原来我们现在所学的知识还远远不够，远远达不到自己以前幻想过的未来。清楚地认识到自己的不足，并不是一件坏事，相反，而是一件好事。因为这样，才会激发我们对学习的兴趣，激励我们不断的前行，激励我们不断的进步，激励我们去不断的完善自己、充实自己。只有你自己足够强、有足够的硬实力，你才能在你的工作岗位上得心应手，在竞争日益激烈的今天脱颖而出。

绕制电机——其实最期待的就是自己动手绕制电机了。我相信没有什么比自己动手更开心、更有趣的事情了。参观始终是参观，是用眼睛去看，就算讲解员很是敬业，滔滔不绝，给你描述的天花乱坠，你还是不知道其中的具体结构，还是不知道有哪些精妙的设计。只有自己从零开始亲手去做，你才能把其中的学问整的明明白白。

9月14号，也就是短学期的最后一天，我们早早的来到了常州科技楼。首先，我们需要自己动手绕制电机的线圈组。老师先是演示了一遍怎么利用机器去绕制一组线圈。老师娴熟的动作看的我们眼花缭乱，我们一个个都目不转睛的学习着。演示一遍以后，老师开始讲一些实用的小技巧，每一步都讲的很详细，细到教我们一个线头怎样去处理。、老师讲完后，我们开始学着老师的样子，动起手来。绕线并不算很难，再加上老师详细的教导，我的第一个线圈都绕制成功。跟老师绕制的比起来，首先是美观上没有老师的好看；其次老师的那个线圈很紧凑，而我的就比较松散，找到原因是在绕的时候速度不够快，加上缠线的时候力度不够。吸取第一个的经验，第二个线圈较第一个明显好了很多。很快，十二个线圈就全部绕制完成。

完成了线圈的绕制以后，接下就是缠线了。每人一个电机定子拿在手，老师又开始给我们讲解如何去缠线。边讲边动手，很复杂的一个东西，老师一点一点分解的讲就变得很容易了。并且同时还教我们没缠完一个线圈都往外压成一个喇叭状，方便的同时增加美观度。缠线是最繁琐的一步，最需要的就是细心和耐心，压错一个线圈、标错一个线头，都代表着失败，谁也不敢打马虎眼儿。缠线的这一过程，十二个线圈，二十四个槽，整整花费了我们一上午的时间。可想而知其中的复杂程度。

缠线的工作完成后，就是接线头了。要把十二个线圈串联起来，这样才能通电，进而产生旋转磁场，是我们的转子转起来。本来，这一步要是不我们自己看图接线的话，会有点难度，因为不知道到底怎么分配这二十四根线。但老师直接给了我们接线图，省去了大量的时间与精力。想来也是，这门课的目的在于体验电机的绕制过程，而不是原理，原理是理论课上的内容。按照老师所给的接线图，我们开始接线工作。A相接线顺序为21-3-22-4-9-15-10-16；B相界限顺序为1-7-2-8-13-19-20；C相接线顺序为5-11-6-12-17-23-18-24。最后将16、20、24三跟接在一起，这样就把ABC三相连接起来了。到这儿，一个小型简易的电机就算制作完成啦！

步进电机驱动实验报告 篇9

步进电机 (步进器) 是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制精密执行元件。在没有超载的前提下, 步进电机的运转快与慢、停止的位置仅受脉冲信号的频率和脉冲数的影响, 而不受外界负载变化的影响, 当步进驱动器接收到一个电脉冲信号, 它就驱动步进电机按预定的方向转动一个步距角 (固定的角度) , 步进电机旋转是以电脉冲信号为驱动源, 以固定的角度一步一步运行实现旋转运动。在自动化生产中, 可通过控制驱动器发出电脉冲数量来实现角位移量的控制, 以实现定位准确控制的目的;同时还可以通过控制电脉冲发送的频率来实现步进电机运转的速度和加速度, 以达到实现调速的目的。步进电机由于其具有可获得较高的控制精度, 因而得到了广泛的应用。

脉冲时间曲线如图1所示。以西门子S7-200系列PLC为主控单元, 将采取编制数据块程序法, 通过多段脉冲串及有效逻辑计算, 实现步进电机运行增速 (ab段) —恒速 (bc段) —增速 (cd段) —恒速 (de段) —减速 (ef段) —恒速 (fg段) —减速 (gh段) 的精准控制。

1 算法设计要求

(1) 采用多段PTO单脉冲串控制方式控制步进电机的运行。

(2) 计算图1每一段增速、恒速、减速所需求的时间及脉冲数量。

(3) 编制数据块程序及校验程序。

2 建立包络数值表

多段PTO操作的一个显著特色就是能够通过指定每段脉冲的数量来增加或减少周期, 实现步进电机调速的控制。周期时间增量△= (结束周期时间值-开始周期时间值) /设定的变化脉冲数。根据其时间点及总体脉冲数, 建立包络数值表, 如表1所示。

在增速阶段初始△周期为负值, 恒速阶段初始△周期为0, 减速阶段初始△周期为正。可以总结出, 在增速/减速阶段, 初始△周期明显受结束周期时间和起始周期时间的影响, 而恒速阶段不受其的影响。

3 编制数据块及验证程序

4 结语

数据块包络算法实现多段PTO单脉冲输出控制步进电机是可行有效的, 且能根据用户需求可自定义增速或减速的时间 (或脉冲数) , 同时, 可通过增加定义增速及减速的电脉冲数量对降低电机启动/停止时所产生的状态聚变效应也能起到明显的作用。

参考文献

[1]黄建科.步进电机在自动线中的应用[J].制造业自动化, 2009, (9) :135-136

[2]崔延.采用PLC控制步进电机实现点位控制[J].控制与检测, 2009, (4) :61

[3]黄赞.基于AT89C51单片机的步进电机伺服系统设计[J].机床与液压, 2004, (3) :49-50

电机拆装实习报告. 篇10

(2实习时间;2011年 12月 12日 到 2011年 12月 16日(3实习内容(最好能够包括相应的操作流程图;拆卸与装配电机的流程图 拆卸流程图:

(拆外部连线→(拆带轮或联轴器→(拆带轮或联轴器→(前轴承外 盖→(前端盖→→(风罩→(风扇→(后轴承外盖→(后端盖 →(抽出转子→→(前轴承→(前轴承内盖→(后轴承→(后轴承 内盖。

装配流程图:(后轴承内盖→(后轴承→(前轴承内盖→(前轴承 →(抽出转子→(后端盖→(后轴承外盖→(风扇→(风罩→(前 端盖→(前轴承外盖→(带轮或联轴器→(带轮或联轴器→ 接外部

连线

一、操作技术要点 1、拆卸异步电动机

(1拆卸电动机之前,必须拆除电动机与外部电气连接的连线,并做好 相位标记。(2拆卸步骤

a、带轮或联轴器;b、前轴承外盖;c、前端盖;d、风罩;e、风 扇;f、后轴承外盖;g、后端盖;h、抽出转子;i、前轴承;j、前轴 承内盖;k、后轴承;l、后轴承内盖。

(3皮带轮或联轴器的拆卸

拆卸前,先在皮带轮或联轴器的轴伸端作好定位标记,用专用位具将皮 带轮或联轴器慢慢位出。拉时要注意皮带轮或联轴器受力情况务必使合力沿 轴线方向,拉具项端不得损坏转子轴端中心孔。

(4拆卸端盖、抽转子

拆卸前,先在机壳与端盖的接缝处(即止口处作好标记以便复位。均 匀拆除轴承盖及端盖螺栓拿下轴承盖,再用两个螺栓旋于端盖上两个项丝孔 中,两螺栓均匀用力向里转(较大端盖要用吊绳将端盖先挂上将端盖拿下。(无顶丝孔时,可用铜棒对称

敲打,卸下端盖,但要避免过重敲击,以免损 坏端盖对于小型电动机抽出转子是 *人工进行的,为防手滑或用力不均碰伤 绕组,应用纸板垫在绕组端部进行。

(5轴承的拆卸、清洗

拆卸轴承应先用适宜的专用拉具。拉力应着力于轴承内圈,不能拉外圈, 拉具顶端不得损坏转子轴端中心孔(可加些润滑油脂。在轴承拆卸前,应将 轴承用清洗剂洗干净,检查它是否损坏,有无必要更换。、装配异步电动机

(1用压缩空气吹净电动机内部灰尘,检查各部零件的完整性,清洗油 污等。(2装配异步电动机的步骤与拆卸相反。装配前要检查定子内污物,锈 是否清除,止口有无损坏伤,装配时应将各部件按标记复位,并检查轴承盖 配合是否合适。

(3轴承装配可采用热套法和冷装配法。

二、注意事项、拆移电机后,电机底座垫片要按原位摆放固定好,以免增加钳工对 中的工作量。、拆、装转子时,一定要遵守要点的要求,不得损伤绕组,拆前、装 后均应测试绕组绝缘及绕组通路。、拆、装时不能用手锤直接敲击零件,应垫铜、铝棒或硬木,对称敲。4、装端盖前应用粗铜丝,从轴承装配孔伸入钩住内轴承盖,以便于装 配外轴承盖。、用热套法装轴承时,只要温度超过 100 度,应停止加热,工作现场 应放置 1211 灭火器。、清洗电机及轴承的清洗剂(汽、煤油不准随使乱倒,必须倒入污 油井。7、检修场地需打扫干净。(4实习感想;为期一周的电机拆装实习转眼就结束了, 但是给我的感受却 永远的留在了我的心,总的来说,这次为期一周的实习活动是一次有趣的, 且必给我今后的学习工作上的重要经验。在以后的时间里也恐怕不会再有这 样的机会让我们去体验这样的生活,也恐怕难有这样的幸运去体验身边的每 一样东西到底是如何制造出来的了。

随着科学的发展, 新技术的广发应用, 会有很多领域我们未曾接触过的, 只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。或想我们接触到的加工中心、车 床,虽然它的危险性很大,但是要求每个同学都要去操作而且要加工产品, 这样就锻炼了大家敢于去尝试的勇气。电机拆装实习带给我们的,不全是我 们所接触到的操作技能, 也不仅仅通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力, 更多的则需要我们每个人在实习结束后要根据自己的情况去感悟,去反思, 勤时自勉,有所收获,使这次实习达到了它的真正目的。我们知道, “电机拆 装实习”是一门实践性的技术基础课,是高等院校工科学生学习的基本工艺 和技术,完成工程基本训练的重要必修课,它不仅让我们获得了电机学的基 础知识,也提高了操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实际的锻炼, 电机实训报告 提高了工程实践能力，培养了工作素质。对于我们来说，电机拆装实习是一次很好的学习、锻炼的机会，甚至是我们 生活态度的教育的一次机会，在这次实训中，让我体会最深的是理论联系实 际，实践是检验真理的唯一标准，理论知识固然重要，可是无实践的理论都 是空读，真正做到理论与实践的相结合，将理论真正用到实践中去，才能更 好地将自己的才华展现出来，我以前总以为看书看得明白，也理解就得了，经过这次的实训，我现在终于明白，没有实践所学的东西就不是你的。俗话 说： “尽信书则不如无书”，我们要读好书，而不是读死书。如何理论和知识 与实习的相结合，才能发挥出其作用，而作为思想可塑性的我们，不能单独 地依靠书本，还必须到实践中检验、锻炼、创新，去培养科学的精神，高尚 的情操，文明的行为，健康的心理和解决问题的能力。在这次

操作过程中，但是由于时间比较短，没能熟练掌握过程，以后要认真 学习，提高操作水平。总之，经过本次电机拆装实习，确实对电机有了更深刻的理解，尤其是 实际操作方面，遗憾的是实践有些短。通过本次实习我也发现了自己的不足，主要是操作水平以及实践经验方面有所欠缺。一周的实习带给我们的，不全 是所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几 种能力。更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟，去 反思，勤时自勉，有所收获，使这次实习达到它真正的目的。（4）结合自己所学知识并查阅有关资料，以及所观看教学视频，写出对电机 的理解（可以从发展现状，最新科技进展，科研方向等方面查阅有关资料）。电动机作为各种设备的动力，被广泛应用于工业、商业、国防、公用 6 电机实训报告 设施等各个领域、目前，电动机的用电量平均站世界各国的总用电量的50％ 以上，占工业用电量的70％以上。研究表明，通过实施电动机能效标准和推 广高效电动机的应用，道2011年，累计节电764亿 kwh，节约电费497亿元，减 排二氧化碳7640万吨、到2020年，累计节电1653亿 kwh，节约电费7800亿元，减少二氧化碳16亿吨。因此，电动机能效水平的提高对于我国当前的节能减 排工作具有重要意义。中小型电动机市场现状 随着中国经济的快速发展，电动机行业的发展也进入了告诉增长的阶 段，整个行业中，中小型电动机占据着主要的市场份额。因此，中小型电动 机的节能是实现电动机节能的重点。另外，钢铁、化工、电力和石油等工业 行业是耗电大户，也是中小型电动机的主要应用领域，能耗越大，节能的潜 力也越高。同时，这些行业的电动机工作时间比较长，工作负载相对稳定，这些特点都有利于高效电动机在这些行业的推广和应用。高效电动机发展现状 我们目前主要有 Y 和 Z 两个低压异步电动机系列在生产和使用，虽然目前 已经有40多家企业能够生产高效电动机，但是高效电动机的市场规模依然很 小。占整个市场10.4%,且相当一部分高效电动机是出口到海外，而真正的国 内需求较少。高效电动机推广所面临的主要问题是：高效电动机能效标准执 行力度不够，造成最终用户认知度不高；最终用户需求不足导致生产厂商缺 乏生产高效电动机的动力，另外，作为重要的市场参与者，机械设备配套厂 商也缺乏采用高效电动机的利益驱动。中国高效电动机市场展望 7