步进电机驱动板使用及接线介绍

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。

步进电机又称为脉冲电机，基于最基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。1923年，James Weir French发明三相可变磁阻型(Variable reluctance)，此为步进电机前身。二十世纪初，步进电机广泛应用在了电话自动交换机中。由于西方资本主义列强争夺殖民地，步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。 [2] 步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

一、 步进电机的工作原理

该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：

步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电动机驱动系统的性能，不但取决于步进电动机自身的性能，也取决于步进电动机驱动器的优劣。接下来，详细为你说下步进电机驱动器的接法 步进电机驱动器接线方法介绍。

一、步进电机驱动器的接法

1、平均电流控制，两相正弦电流驱动输出;

2、直流 18～50V 供电;

3、光电隔离信号输入 /输出;

4、有过压、欠压、过流、相间短路保护功能;

5、十五档细分和自动半流功能;

6、八档输出相电流设置;

7、具有脱机命令输人端子;

8、电机的扭矩与它的转速有关，而与电机每转的步数无关;

9、高启动转速;

10、高速力矩大。步进电机的分类：

常用的步进电机按照相数可分为：二相、三相、四相、五相步进电机。

相数：是指步进电机内部的线圈组数，一般根据电机的导线或铭牌即可区分。

一个线圈引出两根导线，如果电机有四根线，即为二相步进电机。

电机相数不同，其步距角也不同，(无细分驱动时)一般两相步进电机步距角为1.8度、三相为1.2度、五相为0.72度。(有细分驱动时)相数将变得没有意义，只需在驱动器上改变细分数就可以改变步距角。

步进驱动器：

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。广泛应用于雕刻机、水晶研磨机、中型数控机床、脑电绣花机、包装机械、喷泉、点胶机、切料送料系统等分辨率较高的大、中型数控设备上。

步进驱动器介绍：

学习机箱内步进驱动器右侧波码开关说明

动态电流设定：能够允许的 最大电流，峰值电流.根据步进驱动器正面表格，设定电流和细分精度,其中SW3为半/全模式设定：此项设定若设定为ON，可理解为在无脉冲情况下驱动器输出电流自动降为额定输出电流以下大约70%，防止电机发热。

步进驱动器电流设定：

a.电流设定

b.步进驱动器细分设定

注意：细分越大，精度越高，速度越慢。

步进驱动器信号接口:

其他驱动器信号定义:

PLS+：步进脉冲信号输入正端或正向步进脉冲信号输入正端

PLS-：步进脉冲信号输入负端或正向步进脉冲信号输入负端

DIR+：步进方向信号输入正端或反向步进脉冲信号输入正端

DIR-：步进方向信号输入负端或反向步进脉冲信号输入负端

ENA+：脱机使能复位信号输入正端

ENA-：脱机使能复位信号输入负端

脱机使能信号有效时复位驱动器故障，禁止任何有效的脉冲，驱动器的输出功率元件被关闭，电机无保持扭矩。

步进电机控制器信号连接:

上位机的控制信号可以高电平有效，也可以低电平有效。当高有效时，把所有控制信号的负端连在一起作为信号地，低有效时，把所有控制信号的正端连在一起作为信号公共端。

注意：

信号端口供电电压VCC值为5V时，R短接;

现有的电源VCC值为12V时，R为1K，大于1/8W电阻;

VCC值为24V时，R为2K，大于1/8W电阻;

R必须接在控制器信号端