电气控制与PLC技术实验指导四、步进电机工作原理步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。1、工作原理详述该步进电机为四相步进电机，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，（图1）是四相反应式步进电机工作原理示意图。(图1)四相步进电机步进示意图开始时，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。2、步进电机工作时序波形图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。-11 -
电气控制与 PLC 技术实验指导书 - 11 - 四、步进电机工作原理 步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位 移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。 1、工作原理详述 该步进电机为四相步进电机，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。 （图 1）是四相反应式步进电机工作原理示意图。 （图 1） 四相步进电机步进示意图 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。 2、步进电机工作时序波形图 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
电气控制与PLC技术实验指导书单四拍、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：脉冲uuuA相L7相湘r相a.单四拍b.双四拍c.八拍（图2）步进电机工作时序波形图五、实验要求1、写出编程方法、编程思路2、调试后达到基本要求（调试时间、动作顺序可以不同）3、写出单四拍工作方式的程序（正、反转）
电气控制与 PLC 技术实验指导书 12 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： （图 2）步进电机工作时序波形图 五、实验要求 1、写出编程方法、编程思路 2、调试后达到基本要求（调试时间、动作顺序可以不同） 3、写出单四拍工作方式的程序（正、反转）