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五相步进电机的模拟控制--第1页

目录

1、系统简介2

1.1步进电动机简介2

1.2PLC系统概述3

2、系统设计5

2.1控制要求5

2.2I/O地址分配6

2.3PLC选型6

2.4西门子PLC应用中需要注意的问题6

2.5西门子PLC控制步进电机7

3、程序设计8

3.1五相步进电机控制梯形图8

3.2五相步进电机控制语句表9

4、总结9

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题目：五相步进电机的模拟控制

1、系统简介

1.1步进电动机简介

步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转

换元件。在经历了一个大的发展阶段后，日前其发展趋向平缓。然而，其基本原

理是不变的，即：是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每

当对其施加一个电脉冲时，其输出转过一个固定的角度。步进电机的输出位移量

与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正

比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的脉冲顺序有关。所以只要控制指

令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的顺序，便可控制步进电机的输出位移量、

速度和转向。步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，可简单地定义为，根

据输人的脉冲信号，每改变一次励磁状态就前进一定角度或长度，若不改变励磁

状态则保持一定位置而静止的电动机:从广义上讲，步进电动机是一种受电脉冲

信号控制的无刷式直流电机，也可看作是在一定频率范围内转速与控制脉冲频率

同步的同步电动机。

步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为:普通

集成电路控制、单片机控制、工业控制机控制、可编程控制器控制等几种。

步进电机的分类：

1）永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或

15度。

2）反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，

但噪声和振动都很大。

3）混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五

相。两相步进角一般分为1.8度而五相步进角一般为0.72度，这种步进电机的

应用最为广泛。

步进电机主要特点：

1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。

2）步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点，步进

电机温度过高时会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此

电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性

材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电

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机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

3）步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相

绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，

电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

4）步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有

啸叫声。

步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正

常启动