2011年8月13日 星期六

DIY - PIC:步進馬達 Stepper Motor (一百零二)

DIY - PIC:步進馬達 Stepper Motor (一百零二)

步進馬達  (英文:Stepper Motor , Stepping Motor or Step Motor) 是脈衝馬達的一種,廣泛應用於電子設備上,如打印機、磁碟機、藍光播放機、繪圖機、CNC 工具機及機械人等等。步進馬達結構主要包含有轉子(Rotor),定子(Stator 就是不會轉動的,然後還有就是包在定子上面的線圈。步進馬達運作原理是將脈衝信號轉變成角位移 (轉動角度),即給一個脈衝信號,步進馬達轉子就轉動一個角度,然後以一定角度逐步轉動。

 
 步進馬達的特徵是因採用開迴路 (Open Loop) 控制方式處理,不需要運轉量檢知器 (Sensor) 或編碼器 (Encoder),且因切換電流觸發器的是脈波信號,不需要位置檢出和速度檢出的回授裝置,所以步進馬達可正確的依比例追隨脈波信號而轉動,因此就能達成精確的位置和速度控制,且穩定性佳。

Open Loop 控制方式
Close Loop 控制方式
 步進馬達必須加驅動電路才能轉動,驅動電路的信號輸出 端,必須輸入脈波信號,若無脈波輸入時,則轉子保持一定的位置,維持靜止狀態;反之,若加入適當的脈波信號時,則轉子是以一定的角度(稱為步角)轉動。故 若加入連續脈波時,則轉子旋轉的角度與脈波頻率成正比。例如:步進馬達的一步角一般為 1.8度,及一周為 360度,需要 2200 步進數才完成1轉。步進馬達具有瞬間啟動與急速停止之優越特性。改變線圈激磁的順序,可以較輕易的改變馬達的轉動方向。

Stepper Motor 的轉動方式
以步進馬達的轉子的材料可以分為三大類:
  1. VR型步進馬達可變磁阻型 (Variable Erluctance Type) 轉子是利用轉子的突極吸引所發生的轉力因而VR型在無激磁的時候並不發生保持轉矩。
  2. PM型步進馬達 永久磁鐵型 (Permanent Magnet Type)
  3. HY型混合型步進馬達   (hybrid type)

步進馬達運轉時分級為:
 1. 單極步進馬達Unipolar step motors (Uni-polar, 單極)
而單極因為有共用腳,所以電流就只有單一方向了。

單極步進馬達 (Unipolar step motors)

2. 雙極步進馬達。Bipolar step motors (Bi-polar, 雙極)雙極的意思是說,AB相位的電流會有兩個方向。

雙極步進馬達 (Bipolar step motors)
2011 08 13 天氣報告 
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