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步进电机和步进电机驱动器

说明：本篇文章中的部分内容和图片截取自太极创客。

步进电机

步进电机主要部件

步进电机可以理解成是一种特殊的无刷直流电机，它的主要部件也是由定子和转子构成。

步进电机工作的基本原理

为了方便讲解，这里采用一个电磁线圈。

由于异性相吸，从而转子就会发生转动，这个转动正是步进电机转的一步。

步进电机的分类

步进电机按极性来分，可分为双极性步进电机和单极性步进电机。在实验中所用的都是双极性步进电机。

下图中为双极性步进电机完成1步的演示
按图片顺序来




如果让电机继续旋转，就将定子的另一个电磁线圈通上电。就这样，交替的为步进电机通电，就可以使得电机工作起来了。但要注意每一个电磁线圈的通电方向都是不一样的。

双极性步进电机和单极性步进电机的比较

注意看供电电源的引脚来区分双极性步进电机和单极性步进电机

步进电机的步进角度

注意上图，可以看出每一次转子转了90°，所以步进角度就是90°。
但实际中的步进电机，因为内部的线圈不止2组，而是由多组构成的，所以步进角肯定会更小。
通常42步进电机和57步进电机的步距角均为1.8°

42步进电机和57步进电机

是根据步进电机的机座尺寸来定义的。
42步进电机的机座尺寸是1.7英寸，约为42毫米，所以称为42步进电机
同理，57步进电机也是如此。

步进电机的参数

空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。
空载启动频率一般用PPS为单位，PPS 是pulse per second 的简写，即每秒的脉冲数，所以PPS=Hz 。

步进电机驱动器

步进电机必须要有控制器和驱动器才可以使电机正常工作，控制器是 stm32 或者其它型号的MCU ，驱动器就是步进电机驱动器。为什么要使用驱动器呢？驱动器起到将控制器信号放大或者转换的作用，如下图所示，控制器输出方向信号和脉冲信号来控制步进电机驱动器，驱动器将其功率放大然后作用到步进电机上。

我所使用的步进电机驱动器和步进电机连接的两种颜色的线序

第一种：
红<——>A+
绿<——>A-
黄<——>B+
蓝<——>B-

第二种：
黑<——>A+
绿<——>A-
红<——>B+
蓝<——>B-

步进电机驱动器的电源

上图中，步进电机驱动器标了20–50V，我用的是24V的开关电源

步进电机驱动器的电流设置和细分设置

我的这个步进电机驱动器的细分设置可以由拨码开关的 S5~S8来设定，默认为 2 细分，一般的两相四线制步进电机的步进角都是 1.8°，因此电机旋转一圈需要 360° /1.8° =200 个脉冲，
这里 2 细分转一圈需要的脉冲数为 200*2=400 个。
这里 32 细分转一圈需要的脉冲数为 200*32=6400 个。

步进电机驱动器的电流设置的要求：

电机空载时，选择最小的电流。

步进电机驱动器驱动步进电机时的线要与步进电机驱动器设置的电流的选择要匹配。否则会因电路过大而造成线路燃烧。

步进电机驱动器和控制器的接线方式

驱动器与控制器共有两种接线方式，分别为共阴极接法和共阳极接法：

共阴极接法如图所示。

共阳极接法如图所示：

实验中采用共阳极接法

但这里有几点需要注意：

对于步进电机驱动器，
EN+（脱机+）和EN-（脱机-）可不连接

如果使用STM32单片机，因为输出的脉冲的高电平不会超过3.3V，所以这里的PUL+、EN+、DIR+所接的VCC不能是+5V，否则不工作。51单片机的供电电源为+5V，需要VCC接+5V。

这里，将PUL+、EN+、DIR+均接+3.3V，PUL-、EN-、DIR-接单片机I/O引脚。

步进电机驱动芯片：TMC2208、A4988