Documento sobre tecnología de control de motores 1
Sistema de control de motores paso a paso
Resumen: Como actuador, los motores paso a paso son uno de los productos clave de la mecatrónica 1. Ampliamente utilizado en varios sistemas de control automático. Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica y la tecnología informática, la demanda de motores paso a paso aumenta día a día y se han utilizado en diversos campos de la economía nacional.
Palabras clave: motor paso a paso; elementos de ejecución; desarrollo informático
1 Principios y características de los motores paso a paso
1.1 Estado de desarrollo de los motores paso a paso
El motor paso a paso es un componente de control de bucle abierto que convierte señales de pulso eléctrico en desplazamiento angular o desplazamiento lineal. Cuando el controlador paso a paso recibe una señal de pulso, impulsa el motor paso a paso para girar un ángulo fijo (llamado ángulo de paso) en la dirección establecida, y su rotación se ejecuta paso a paso en un ángulo fijo. El desplazamiento angular se puede controlar controlando el número de pulsos para lograr un posicionamiento preciso; al mismo tiempo, la velocidad y aceleración de la rotación del motor se pueden controlar controlando la frecuencia del pulso para lograr la regulación de la velocidad. En condiciones sin sobrecarga, la velocidad del motor y la posición de parada solo dependen de la frecuencia y el número de pulsos de la señal de pulso y no se ven afectadas por los cambios de carga. Es decir, cuando se agrega una señal de pulso al motor, el motor gira. a través de un ángulo de paso. La existencia de esta relación lineal, sumada al hecho de que el motor paso a paso solo tiene errores de período y no errores acumulativos, etc. En áreas como el control de velocidad y posición, el control mediante motores paso a paso resulta muy sencillo. Los motores paso a paso se pueden usar como motores especiales para control y se usan ampliamente en varios controles de circuito abierto porque no tienen error acumulativo (la precisión es del 100%).
1.2 Características de los motores paso a paso
1. Cuando el motor paso a paso está funcionando, cada devanado de fase no se energiza continuamente, sino que se energiza secuencialmente de acuerdo con ciertas reglas. 2. El ángulo en el que gira el rotor cada vez que se introduce una señal eléctrica de pulso se llama ángulo de paso. 3. El motor paso a paso se puede controlar en ángulo o velocidad según instrucciones específicas. En el control de ángulo, cada vez que se ingresa un pulso, el devanado del estator cambia una vez, el eje de salida gira en un ángulo, el número de pasos es consistente con el número de pulsos y el desplazamiento angular del eje de salida es proporcional a la entrada. legumbres. Durante el control de velocidad, se alimentan pulsos continuos a los devanados del motor paso a paso, cada devanado de fase se energiza continuamente por turno, y el motor paso a paso gira continuamente y su velocidad es proporcional a la frecuencia del pulso. Cambiar la secuencia de energización, es decir, cambiar la dirección de rotación del campo magnético del estator, puede controlar que el motor gire hacia adelante o hacia atrás.
1.3 Algunas aplicaciones típicas de los motores paso a paso
① Los motores paso a paso se utilizan principalmente en situaciones con requisitos de posicionamiento. Por ejemplo: carro de corte de alambre, carro de máquina de trasplante de cabello (posicionamiento de orificios), carro de máquina de embalaje (longitud fija). Básicamente se utiliza en situaciones que implican posicionamiento.
②Ampliamente utilizado en cajeros automáticos, impresoras de inyección de tinta, máquinas de grabado, impresoras fotográficas, equipos de pulverización, equipos médicos, periféricos de computadora y equipos de almacenamiento masivo, instrumentos de precisión, sistemas de control industrial, automatización de oficinas, robots y otros campos. . Es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren funcionamiento estable, bajo nivel de ruido, respuesta rápida, larga vida útil y gran par de salida.
③Los motores paso a paso se utilizan ampliamente en máquinas de bordar por computadora y otras maquinarias y equipos textiles. Las características de este tipo de motor paso a paso son par pequeño, velocidad de respuesta rápida al arrancar con frecuencia, bajo ruido de funcionamiento, funcionamiento estable, buen rendimiento de control y bajo costo general.
Actualmente, la mayoría de los motores paso a paso utilizados en las máquinas de bordar por computadora son motores paso a paso híbridos trifásicos. La aplicación de tecnología de accionamiento subdividido puede mejorar en gran medida la calidad operativa de los motores paso a paso, reducir las fluctuaciones del par y suprimir las oscilaciones. , reduce el ruido y mejora la resolución de pasos.
1.4 Principio de funcionamiento y estructura del motor paso a paso
Un motor paso a paso es un actuador que convierte impulsos eléctricos en desplazamiento angular. En términos generales, cuando el controlador paso a paso recibe una señal de pulso, hace que el motor paso a paso gire un ángulo fijo (y un ángulo de paso) en la dirección establecida. El desplazamiento angular se puede controlar controlando el número de pulsos para lograr un posicionamiento preciso; la velocidad y la aceleración de la rotación del motor también se pueden controlar controlando la frecuencia del pulso para lograr la regulación de la velocidad.
En condiciones sin sobrecarga, la velocidad del motor y la posición de parada solo dependen de la frecuencia y el número de pulsos de la señal de pulso, y no se ven afectados por los cambios de carga, es decir, cuando se agrega una señal de pulso. Al motor, el motor gira un ángulo de distancia.
La existencia de esta relación lineal, junto con el hecho de que el motor paso a paso solo tiene error periódico y ningún error acumulativo, etc.
1,5 de rotación
Si se energiza la fase A y se desenergizan la fase B y la fase C, el diente 1 queda alineado con A por efecto del campo magnético (el rotor no recibe cualquier fuerza, lo mismo se aplica a continuación). Si la fase b está energizada y las fases a y c están desenergizadas, el diente 2 debe estar alineado con b. En este momento, el rotor se mueve hacia la derecha 1/3 て. En este momento, los dientes 3 y c están desplazados 1/3 て, y los dientes 4 y a están desplazados (て-1/3 て). c está energizado, la fase a y la fase b no están energizadas, el diente 3 debe estar alineado con c. En este momento, el rotor se mueve 1/3て hacia la derecha y el desplazamiento entre los dientes 4 y a es 1/3て. Si la fase a está energizada, las fases by c se desenergizan, el diente 4 está alineado con la fase a. , y el rotor pasa 1/3 3て. Se mueve hacia la derecha.
De esta manera, cuando A, B, C y A se energizan respectivamente, el diente 4 (es decir, el diente antes del diente 1). ) pasa a la fase A y el rotor del motor gira un paso hacia la derecha. Si continúa energizando presionando a, b, cy a, el motor girará hacia la derecha en cada paso de 1/3て (cada pulso). el motor retrocederá. Se puede ver por el número de conducciones (número de pulsos) y la frecuencia que la posición y la velocidad del motor están en correspondencia uno a uno. Y la dirección está determinada por la secuencia de conducción.
2 Análisis del diseño del circuito
2.1 Circuito de motor paso a paso del variador 8253 y 8255
① Conecte el circuito como se muestra en la figura y use 8255 para generar la secuencia de pulsos. . Los interruptores K0 ~ K6 controlan la velocidad del motor paso a paso y K7 controla la dirección del motor paso a paso. 8255 CS está conectado a 288H~28FH. PA0~PA3 están conectados a BA~BD; PC0~PC7 están conectados a K0~K7.
②Programación: ¿Cuándo hay un interruptor en K0 ~ K6? 1? Cuando el motor paso a paso está encendido, la velocidad del motor es diferente. K7. Presione el motor para girar hacia adelante, presione el motor para girar hacia atrás.
2.2 Cálculo de parámetros experimentales importantes
Según la prueba real, cuando el número de pasos se establece en aproximadamente 59 pasos. El motor paso a paso gira una vez.
Según los requisitos experimentales: primero en el sentido de las agujas del reloj, 6 veces por minuto, y luego gire durante diez minutos. El número aproximado de pasos es 59 * 6 * 10 = 3540.
Para durante tres segundos: el ciclo de la máquina es 1/5 MHz 3s = 1/5 MHz * 15 * 8086 instrucciones de exp6, que son 15 M de ciclos de la máquina.
Girar en sentido antihorario, 30 veces por minuto, durante diez minutos. El número aproximado de pasos es 59 * 30 * 10 = 17700.
2.3 Problemas prácticos y soluciones
(1) La conexión de hardware y la programación de software no son lo suficientemente competentes. Determine el plan de diseño y el contenido de diseño específico de hardware y software a través de diversos materiales y libros de lectura. .
②Los controles del teclado y la pantalla LED no son ideales. Después de una cuidadosa interpretación del programa, finalmente se logró el propósito del diseño. Presione la tecla 10 para mostrar 0. . . 0030, presione la tecla 12 para mostrar 1. . . 0006, presione la tecla 14 para iniciar la operación, presione la tecla 15 para detener la operación. (3) El control de velocidad no era lo suficientemente preciso al principio. Después de repetidas pruebas, finalmente se determinó que eran 59 pasos por círculo. Calcule los pasos de configuración de 6R/MIN y 30R/MIN.
3 Resumen de la experiencia
Primero utilice el software de entorno integrado de Star Research para editar y ejecutar el programa, depurar los resultados experimentales en el instrumento experimental STAR ES598PCI y analizar el programa experimental y el hardware. circuito. Luego, cuando se utiliza el programa fuente original para experimentos, el control de velocidad del motor no es obvio. Es necesario modificar la distancia de paso de control Takesetpcount y el valor del número de división de frecuencia 8253 para que la velocidad del motor alcance 6 r/min y 30 r. /min. En segundo lugar, ajuste el teclado de control y la pantalla del 8259 para finalmente lograr una visualización en tiempo real de la velocidad y dirección, y use el teclado para controlar su inicio y parada. Debido a que el funcionamiento del motor paso a paso está controlado por señales de pulsos eléctricos, el desplazamiento angular o desplazamiento lineal del motor paso a paso es proporcional al número de pulsos dado cada pulso, el motor paso a paso gira en un ángulo (ángulo de paso) o avanza. /hacia atrás un paso, así que espero poder ver claramente esta característica del motor. Al establecer el ritmo y la velocidad, podemos observar los pasos del motor y el número de pasos en una rotación.
Referencia
1 Wang Zhongmin et al. Principios de las microcomputadoras (2ª ed.). Xi'an: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, 2007.
2 Jiang, Dong Xiufeng.
Electrónica analógica (3ª ed.). Xi'an: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, 2009.
Los tres Li. Principios del microcontrolador y tecnología de interfaz. Beijing: Prensa de Educación Superior, 2010.
Sistema de control de motor paso a paso
Han Hao
(Departamento de Física e Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad de Artes y Ciencias de Xi'an, Shaanxi Xi 710000)
Resumen: Como actuador, el motor paso a paso es uno de los productos clave de la mecatrónica y se usa ampliamente en varios sistemas de control automático. Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica y la tecnología informática, la demanda de motores paso a paso aumenta día a día y se han utilizado en diversos campos de la economía nacional.
Palabras clave: motor paso a paso; elementos de ejecución; desarrollo informático
1 Principios y características de los motores paso a paso
1.1 Estado de desarrollo de los motores paso a paso
El motor paso a paso es un componente de control de bucle abierto que convierte señales de pulso eléctrico en desplazamiento angular o desplazamiento lineal. Cuando el controlador paso a paso recibe una señal de pulso, impulsa el motor paso a paso para girar un ángulo fijo (llamado ángulo de paso) en la dirección establecida, y su rotación se ejecuta paso a paso en un ángulo fijo. El desplazamiento angular se puede controlar controlando el número de pulsos para lograr un posicionamiento preciso; al mismo tiempo, la velocidad y aceleración de la rotación del motor se pueden controlar controlando la frecuencia del pulso para lograr la regulación de la velocidad. En condiciones sin sobrecarga, la velocidad del motor y la posición de parada solo dependen de la frecuencia y el número de pulsos de la señal de pulso y no se ven afectadas por los cambios de carga. Es decir, cuando se agrega una señal de pulso al motor, el motor gira. a través de un ángulo de paso. La existencia de esta relación lineal, junto con el hecho de que el motor paso a paso solo tiene error periódico y ningún error acumulativo, etc. En los campos de control de velocidad, posición, etc., utilizar motores paso a paso para el control resulta muy sencillo. Los motores paso a paso se pueden usar como motores especiales para control y se usan ampliamente en varios controles de circuito abierto porque no tienen error acumulativo (la precisión es del 100%).
1.2 Características de los motores paso a paso
1. Cuando el motor paso a paso está funcionando, cada devanado de fase no se energiza continuamente, sino que se energiza en secuencia de acuerdo con ciertas reglas. 2. El ángulo en el que gira el rotor cada vez que se introduce una señal eléctrica de pulso se llama ángulo de paso. 3. El motor paso a paso se puede controlar en ángulo o velocidad según instrucciones específicas. En el control de ángulo, cada vez que se ingresa un pulso, el devanado del estator cambia una vez, el eje de salida gira en un ángulo, el número de pasos es consistente con el número de pulsos y el desplazamiento angular del eje de salida es proporcional a la entrada. legumbres. Durante el control de velocidad, se alimentan pulsos continuos a los devanados del motor paso a paso, cada devanado de fase se energiza continuamente por turno, y el motor paso a paso gira continuamente y su velocidad es proporcional a la frecuencia del pulso. Cambiar la secuencia de energización, es decir, cambiar la dirección de rotación del campo magnético del estator, puede controlar que el motor gire hacia adelante o hacia atrás.
1.3 Algunas aplicaciones típicas de los motores paso a paso
① Los motores paso a paso se utilizan principalmente en situaciones con requisitos de posicionamiento. Por ejemplo: plataforma de corte de alambre, plataforma de máquina de trasplante de cabello (posicionamiento de orificios), plataforma de máquina de embalaje (longitud fija). Básicamente se utiliza en situaciones que implican posicionamiento.
②Ampliamente utilizado en cajeros automáticos, impresoras de inyección de tinta, máquinas de grabado, impresoras fotográficas, equipos de pulverización, equipos médicos, periféricos de computadora y equipos de almacenamiento masivo, instrumentos de precisión, sistemas de control industrial, automatización de oficinas, robots y otros campos. . Es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren funcionamiento estable, bajo nivel de ruido, respuesta rápida, larga vida útil y gran par de salida.
③Los motores paso a paso se utilizan ampliamente en máquinas de bordar por computadora y otras maquinarias y equipos textiles. Las características de este tipo de motor paso a paso son par pequeño, velocidad de respuesta rápida al arrancar con frecuencia, bajo ruido de funcionamiento, funcionamiento estable, buen rendimiento de control y bajo costo general.
Actualmente, la mayoría de los motores paso a paso utilizados en las máquinas de bordar por computadora son motores paso a paso híbridos trifásicos. La aplicación de tecnología de accionamiento subdividido puede mejorar en gran medida la calidad operativa de los motores paso a paso, reducir las fluctuaciones del par y suprimir las oscilaciones. , reduce el ruido y mejora la resolución de pasos.
1.4 Principio de funcionamiento y estructura del motor paso a paso
El motor paso a paso es un actuador que convierte pulsos eléctricos en desplazamiento angular. En términos generales, cuando el controlador paso a paso recibe una señal de pulso, hace que el motor paso a paso gire un ángulo fijo (y un ángulo de paso) en la dirección establecida. El desplazamiento angular se puede controlar controlando el número de pulsos para lograr un posicionamiento preciso; la velocidad y la aceleración de la rotación del motor también se pueden controlar controlando la frecuencia del pulso para lograr la regulación de la velocidad.
En condiciones sin sobrecarga, la velocidad del motor y la posición de parada solo dependen de la frecuencia y el número de pulsos de la señal de pulso, y no se ven afectados por los cambios de carga, es decir, cuando se agrega una señal de pulso. Al motor, el motor gira un ángulo de distancia.
La existencia de esta relación lineal, junto con el hecho de que el motor paso a paso solo tiene error periódico y ningún error acumulativo, etc.
1,5 de rotación
Si se energiza la fase A y se desenergizan la fase B y la fase C, el diente 1 queda alineado con A por efecto del campo magnético (el rotor no recibe cualquier fuerza, lo mismo se aplica a continuación). Si la fase b está energizada y las fases a y c están desenergizadas, el diente 2 debe estar alineado con b. En este momento, el rotor se mueve hacia la derecha 1/3 て. En este momento, los dientes 3 y c están desplazados 1/3 て, y los dientes 4 y a están desplazados (て-1/3 て). c está energizado, la fase a y la fase b no están energizadas, el diente 3 debe estar alineado con c. En este momento, el rotor se mueve 1/3て hacia la derecha y el desplazamiento entre los dientes 4 y a es 1/3て. Si la fase a está energizada, las fases by c se desenergizan, el diente 4 está alineado con la fase a. , y el rotor pasa 1/3 3て. Se mueve hacia la derecha.
De esta manera, cuando A, B, C y A se energizan respectivamente, el diente 4 (es decir, el diente antes del diente 1). ) pasa a la fase A y el rotor del motor gira un paso hacia la derecha. Si continúa energizando presionando a, b, cy a, el motor girará hacia la derecha en cada paso de 1/3て (cada pulso). el motor retrocederá. Se puede ver por el número de conducciones (número de pulsos) y la frecuencia que la posición y la velocidad del motor tienen una correspondencia uno a uno. Y la dirección está determinada por la secuencia de conducción. 2 Análisis del diseño del circuito
2.1 Circuito de motor paso a paso del variador 8253 y 8255
① Conecte el circuito como se muestra en la figura y use 8255 para generar la secuencia de pulsos. Los interruptores K0 ~ K6 controlan la velocidad del motor paso a paso y K7 controla la dirección del motor paso a paso. 8255 CS está conectado a 288H~28FH. PA0~PA3 están conectados a BA~BD; PC0~PC7 están conectados a K0~K7.
②Programación: ¿Cuándo hay un interruptor en K0 ~ K6? 1? Cuando el motor paso a paso está encendido, la velocidad del motor es diferente. K7. Presione el motor para girar hacia adelante, presione el motor para girar hacia atrás.
2.2 Cálculo de parámetros experimentales importantes
Según la prueba real, cuando el número de pasos se establece en aproximadamente 59 pasos. El motor paso a paso gira una vez.
Según los requisitos experimentales: primero en el sentido de las agujas del reloj, 6 veces por minuto, y luego gire durante diez minutos. El número aproximado de pasos es 59 * 6 * 10 = 3540.
Para durante tres segundos: el ciclo de la máquina es 1/5 MHz 3s = 1/5 MHz * 15 * 8086 instrucciones de exp6, que son 15 M de ciclos de la máquina.
Girar en sentido antihorario, 30 veces por minuto, durante diez minutos. El número aproximado de pasos es 59 * 30 * 10 = 17700.
2.3 Problemas prácticos y soluciones
(1) La conexión de hardware y la programación de software no son lo suficientemente competentes. Determine el plan de diseño y el contenido de diseño específico de hardware y software a través de diversos materiales y libros de lectura. .
②El control del teclado y la pantalla LED no son ideales. Después de una cuidadosa interpretación del programa, finalmente se logró el propósito del diseño. Presione la tecla 10 para mostrar 0. . . 0030, presione la tecla 12 para mostrar 1. . . 0006, presione la tecla 14 para iniciar la operación, presione la tecla 15 para detener la operación.
(3) El control de velocidad no era lo suficientemente preciso al principio. Después de repetidas pruebas, finalmente se determinó que eran 59 pasos por círculo. Calcule los pasos de configuración de 6R/MIN y 30R/MIN.
3 Resumen de la experiencia
Primero utilice el software de entorno integrado de Star Research para editar y ejecutar el programa, depurar los resultados experimentales en el instrumento experimental STAR ES598PCI y analizar el programa experimental y el hardware. circuito. Luego, cuando se utiliza el programa fuente original para experimentos, el control de velocidad del motor no es obvio. Es necesario modificar la distancia de paso de control Takesetpcount y el valor del número de división de frecuencia 8253 para que la velocidad del motor alcance 6 r/min y 30 r. /min. En segundo lugar, ajuste el teclado de control y la pantalla del 8259 para finalmente lograr una visualización en tiempo real de la velocidad y dirección, y use el teclado para controlar su inicio y parada. Debido a que el funcionamiento del motor paso a paso está controlado por señales de pulsos eléctricos, el desplazamiento angular o desplazamiento lineal del motor paso a paso es proporcional al número de pulsos dado cada pulso, el motor paso a paso gira en un ángulo (ángulo de paso) o avanza. /hacia atrás un paso, así que espero poder ver claramente esta característica del motor. Al establecer el ritmo y la velocidad, podemos observar los pasos del motor y el número de pasos en una rotación.
Referencia
1 Wang Zhongmin et al. Principios de las microcomputadoras (2ª ed.). Xi'an: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, 2007.
2 Jiang, Dong Xiufeng.
Electrónica analógica (3ª ed.). Xi'an: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, 2009.
Los tres Li. Principios del microcontrolador y tecnología de interfaz. Beijing: Prensa de Educación Superior, 2010.
Documento sobre tecnología de control de motores 2
Control de aceleración y desaceleración del motor paso a paso
Resumen: un análisis detallado del motor paso a paso y su principio de funcionamiento, y el diseño. de un motor paso a paso basado en MCS -Sistema de control digital de motor paso a paso del microcontrolador serie 51. Se agregan al diseño tecnología de subdivisión de motor paso a paso y tecnología de modulación de ancho de pulso de frecuencia constante. Combinado con el uso del divisor de pulsos, se desarrolló un circuito de control de unidad de subdivisión simple.
[Palabras clave] motor paso a paso; microcontrolador; control segmentado
Número de clasificación de la Biblioteca de China: F140 Código de identificación del documento: A Número de documento: 1009-914x (2015) 40- 0038-01 .
1. Introducción
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la aplicación de la tecnología de control microelectrónico, los motores paso a paso, como un tipo de motor que se puede controlar con precisión, se utilizan ampliamente en Máquinas herramienta de procesamiento de alta precisión, control de microrobots, satélites espaciales y otros campos de alta tecnología.
2. Principio del motor paso a paso
El motor paso a paso es un motor de control especial. No puede funcionar directamente ingresando corriente CA o CC como un motor tradicional. En cambio, necesita ingresar corriente de pulso para controlar la rotación del motor, por lo que el motor paso a paso también se llama motor de pulso. Su función es convertir señales eléctricas de pulso en un desplazamiento angular o desplazamiento lineal correspondiente, es decir, dada una señal eléctrica de pulso, el motor girará en ángulo o avanzará. Según el método de excitación, se puede dividir en tres tipos: tipo reactivo, tipo de imán permanente y tipo híbrido. Este diseño utiliza un motor paso a paso reactivo, cuya estructura se muestra en la Figura 1.
Esta es la estructura típica de un motor paso a paso reactivo de cuatro fases. * * *Hay cuatro juegos de devanados de control del estator. Un conjunto de devanados enrollados alrededor de dos polos magnéticos completamente opuestos es una fase, es decir, los dos dientes grandes opuestos del estator son una fase. Si el motor abre y cierra continuamente el devanado de control en la secuencia A-B-C-D-A, el rotor girará continuamente y paso a paso. Su velocidad depende de la frecuencia de encendido y apagado de cada devanado de control, es decir, la frecuencia del pulso de entrada. La dirección de rotación depende de la secuencia en la que cada devanado de control se energiza por turno.
3. Control del motor paso a paso
Los motores paso a paso no se pueden conectar directamente a la alimentación de CC o CA, por lo que se debe utilizar un controlador de motor paso a paso dedicado. Los motores paso a paso y los controladores de motores paso a paso constituyen un sistema de accionamiento de motor paso a paso. El rendimiento de un sistema de accionamiento de motor paso a paso depende no sólo del rendimiento del propio motor paso a paso, sino también de la calidad del controlador del motor paso a paso.
Los motores paso a paso tienen una variedad de métodos de accionamiento, que incluyen accionamiento de voltaje único, accionamiento de doble voltaje, accionamiento de picador, accionamiento de subdivisión, accionamiento de circuito integrado y accionamiento bipolar. Este diseño adopta un método de control de unidad de subdivisión de modulación de ancho de pulso de frecuencia constante, que es una mejora adicional en la unidad de corriente constante del helicóptero. No solo puede hacer que el ángulo de paso de subdivisión sea uniforme, sino que también evita cálculos complejos.
Cuarto, diseño del circuito de subdivisión de modulación de ancho de pulso de frecuencia constante
1. Realizar la distribución de pulsos
En el control por microcontrolador de motores paso a paso, la señal de control es generado por un microcontrolador. La secuencia de encendido y conmutación sigue estrictamente el modo de funcionamiento del motor paso a paso. Generalmente llamamos al proceso de distribución de pulsos de conmutación de encendido. Este diseño utiliza el chip distribuidor de pulsos 8713 para controlar la conmutación.
2. Diseño del circuito de control del sistema.
El diseño del circuito principal del sistema de control del motor paso a paso se muestra en la Figura 2.
Como se puede ver en la imagen de arriba, los pines 5, 6 y 7 del distribuidor de pulsos 8713 están todos conectados a un nivel alto, por lo que este es un circuito de control que controla el circuito de ocho tiempos de cuatro fases. Funcionamiento de un motor paso a paso de cuatro fases. Los puertos P1.0 y P1.1 del microcontrolador 8751 están conectados a los pines 3 y 4 del distribuidor de pulsos 8713 respectivamente. El pulso de paso lo proporciona el terminal P1.0 del microcontrolador 8751. El terminal P1 controla la dirección del motor paso a paso cuando el nivel de salida es alto, el motor paso a paso transmite hacia adelante cuando el nivel de salida es bajo. el motor paso a paso invierte. El microcontrolador sigue siendo el principal órgano de control. Emite una onda cuadrada de 20 kHz a través del temporizador T0 y la envía al flip-flop D como una señal de frecuencia constante. Al mismo tiempo, la señal de pulso de onda cuadrada emitida por el terminal de salida de pulso del distribuidor de pulso 8713 se utiliza como señal de control. Cada cambio en el voltaje de onda cuadrada hace que el rotor gire un paso.
Cuando la señal de pulso de onda cuadrada Ua emitida por el terminal de salida de pulso del distribuidor de pulso 8713 permanece sin cambios, el flanco ascendente de la señal de frecuencia constante CLK hace que la salida Ub del flip-flop D sea alta, lo que provoca la conmutación. tubos T1 y T2 Cuando se enciende, la corriente en el devanado aumenta y la caída de voltaje a través de la resistencia de muestreo R2 aumenta. Cuando la caída de voltaje es mayor que Ua, el comparador genera un nivel bajo, lo que hace que la salida Ub del flip-flop D sea baja, T1 y T2 se apagan y la corriente del devanado disminuye. Esto hace que la caída de voltaje en R2 sea menor que Ua, el comparador genera un nivel alto, el flip-flop D genera un nivel alto y T1 y T2 se encienden, lo que hace que la corriente en el devanado aumente nuevamente. Este proceso se repite, haciendo que el pico de la corriente sinuosa aparezca en forma de zigzag. Debido a que la frecuencia de CLK es muy alta, la forma de onda en diente de sierra será muy pequeña.
Cuando Ua aumenta repentinamente, la caída de voltaje en la resistencia de muestreo es menor que Ua, el tiempo de aumento de la corriente es largo y la amplitud de la corriente aumenta significativamente en un nivel, pero solo hay un nivel creciente porque el La salida aquí es una señal de onda cuadrada. No es una señal de escalera. ¿Qué significa esto? ¿Señal de paso? Solo contiene un paso, y cada paso no se subdivide en muchos pasos, pero aumenta el gradiente ascendente y descendente de la señal del pulso de salida, haciendo que la salida de onda cuadrada original sea suave y la señal de control sea tan suave como un trapezoide, como se muestra en la Figura 3.
De manera similar, cuando Ua cae repentinamente, la caída de voltaje en la resistencia de muestreo es más larga que Ua, el comparador genera un nivel bajo y el flanco ascendente de CLK borrará inmediatamente la salida 1 del flip-flop D. El suministro de energía siempre está cortado, lo que reduce en gran medida la amplitud de la corriente a un nuevo nivel.
Repetir el proceso anterior. Cada cambio en Ua hará que el rotor gire un paso de subdivisión.
Una de las características más destacadas de este circuito es que la señal de pulso emitida por el distribuidor de pulsos 8713 reemplaza la señal de control de escalera proporcionada por el convertidor D/A en un circuito típico de subdivisión de ancho de pulso de frecuencia constante. Este diseño simplifica enormemente el circuito y reduce la dificultad de control de la distribución de pulsos. Aunque la señal de onda escalonada se reemplaza por una señal de onda cuadrada, lo que reduce el grado de subdivisión del funcionamiento monofásico, dado que los devanados de cuatro fases del motor paso a paso trabajan juntos, también se puede lograr el propósito del control de la unidad de subdivisión del motor paso a paso. .
Conclusión de los verbos intransitivos
En la actualidad, la aplicación de los motores paso a paso está penetrando en todos los aspectos de la vida diaria y la fabricación industrial. También se están logrando avances en el país y en el extranjero. El dominio de este conocimiento jugará un papel muy positivo en el trabajo y la vida futuros.
Referencias
[1] Wu Shouzhen, Zang Yingjie, et al. Tecnología de control de modulación de ancho de pulso de transmisión eléctrica [M] Beijing: Machinery Industry Press, 2002.
[2]Wang Xiaoming. Control del motor por microcomputadora de un solo chip [M]. Prensa de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Beijing, 2002.
[3]Li Jianzhong, editor en jefe. Principios y aplicaciones del microcontrolador [M]. Xi'an: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, 2008.
El editor jefe Li Rending. Control por microordenador del motor[M]. Beijing: Machinery Industry Press, 2004.
Huang Yong, Liao Yu, Gao Lin. Diseño de un sistema de control de movimiento de motor paso a paso basado en un microordenador de un solo chip [J] Electronic Measurement Technology, 2008, 31(5):150-154.
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Documentos sobre sistemas de control por computadora
2. Documentos sobre tecnología de control por computadora
3. Documentos sobre tecnología de aplicación de PLC
4. Documento sobre sistemas de control por computadora
5. Una breve discusión sobre el tema de los motores y la transmisión eléctrica