l298n驅(qū)動電機的工作原理_L298N驅(qū)動步進電機程序
步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件。步進電動機的輸入量是脈沖序列,輸出量則為相應(yīng)的增量位移或步進運動。正常運動情況下,它每轉(zhuǎn)一周具有固定的步數(shù);做連續(xù)步進運動時,其旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系,不受電壓波動和負載變化的影響。由于步進電動機能直接接受數(shù)字量的控制,所以特別適宜采用微機進行控制。
?。ㄒ唬┎竭M電機的種類
目前常用的有三種步進電動機:
?。?)反應(yīng)式步進電動機(VR)反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)成本低,步距角??;但動態(tài)性能差。
?。?)永磁式步進電動機(PM)永磁式步進電動機出力大,動態(tài)性能好;但步距角大。
(3)混合式步進電動機(HB)混合式步進電動機綜合了反應(yīng)式、永磁式步進電動機兩
者的優(yōu)點,它的步距角小,出力大,動態(tài)性能好,是目前性能最高的步進電動機。它有時也稱作永磁感應(yīng)子式步進電動機。
?。ǘ┎竭M電動機的工作原理
圖X1三相反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)示意圖
1——定子 2——轉(zhuǎn)子 3——定子繞組
圖x1是最常見的三相反應(yīng)式步進電動機的剖面示意圖。電機的定子上有六 個均布的磁極,其夾角是60º。各磁極上套有線圈,按圖1連成A、B、C三相繞組。轉(zhuǎn)子上均布40個小齒。所以每個齒的齒距為θE=360º/40=9º,而定子每個磁極的極弧上也有5個小齒,且定子和轉(zhuǎn)子的齒距和齒寬均相同。由于定子和轉(zhuǎn)子的小齒數(shù)目分別是30和40,其比值是一分?jǐn)?shù),這就產(chǎn)生了所謂的齒錯位的情況。若以A相磁極小齒和轉(zhuǎn)子的小齒對齊,如圖,那么B相和C相磁極的齒就會分別和轉(zhuǎn)子齒相錯三分之一的齒距,即3º。因此,B、C極下的磁阻比A磁極下的磁阻大。若給B相通電,B相繞組產(chǎn)生定子磁場,其磁力線穿越B相磁極,并力圖按磁阻最小的路徑閉合,這就使轉(zhuǎn)子受到反應(yīng)轉(zhuǎn)矩(磁阻轉(zhuǎn)矩)的作用而轉(zhuǎn)動,直到B磁極上的齒與轉(zhuǎn)子齒對齊,恰好轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過3º;此時A、C磁極下的齒又分別與轉(zhuǎn)子齒錯開三分之一齒距。接著停止對B相繞組通電,而改為C相繞組通電,同理受反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用,轉(zhuǎn)子按順時針方向再轉(zhuǎn)過3º。
依次類推,當(dāng)三相繞組按A→B→C→A順序循環(huán)通電時,轉(zhuǎn)子會按順時針方向,以每個通電脈沖轉(zhuǎn)動3º的規(guī)律步進式轉(zhuǎn)動起來。若改變通電順序,按A→C→B→A順序循環(huán)通電,則轉(zhuǎn)子就按逆時針方向以每個通電脈沖轉(zhuǎn)動3º的規(guī)律轉(zhuǎn)動。因為每一瞬間只有一相繞組通電,并且按三種通電狀態(tài)循環(huán)通電,故稱為單三拍運行方式。單三拍運行時的步矩角θb為30º。三相步進電動機還有兩種通電方式,它們分別是雙三拍運行,即按AB→BC→CA→AB順序循環(huán)通電的方式,以及單、雙六拍運行,即按A→AB→B→BC→C→CA→A順序循環(huán)通電的方式。六拍運行時的步矩角將減小一半。反應(yīng)式步進電動機的步距角可按下式計算:
θb=360º/NEr(x-1)
式中 Er——轉(zhuǎn)子齒數(shù), N——運行拍數(shù),N=km,m為步進電動機的繞組相數(shù),k=1或2。
?。ㄈ┎竭M電動機的特性
?。?)步進電動機必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn),驅(qū)動信號必須為脈沖信號,沒有脈沖信號的時候,步進電動機靜止,如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號,就會以一定的角度(稱為步角)轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。
(2)步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。 (3)改變脈沖的順序,可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。
l298n驅(qū)動電機的工作原理工作原理分析:
在步進電機驅(qū)動模塊中,采用了帶光耦隔離,抗干擾能力強的TLP521作為隔離電流保護芯片,其中L297的17腳通過給高低電平來控制步進電機的正反轉(zhuǎn),而18腳為步進時鐘輸入端,控制每個步數(shù)的時間增量,19腳步進電機的半步或者整步的選擇,10腳為使能控制端,來控制電機的啟停,而經(jīng)過內(nèi)部包含 4 信道邏輯驅(qū)動電路、高壓、大電流雙 H 橋式驅(qū)動器L298來控制電機的正反轉(zhuǎn);利用L298實現(xiàn)電機驅(qū)動及其正反轉(zhuǎn),并采用二極管進行續(xù)流保護,利用7805提供5v電源給控制器和l298芯片供電,這個電路在工作時間長的情況下容易發(fā)熱,造成電路不穩(wěn)定性缺點。
主要功能特點是:
關(guān)鍵芯片:L298N 雙H 橋直流/步進電機驅(qū)動芯片
L298N 芯片工作電壓:DC 4.5~5.5V。
電機驅(qū)動電源電壓DC 5--35V。
電源輸入正常時有LED 燈指示。
PCB尺寸:4.4*5.0cm
最大輸出電流2A(瞬間峰值電流3A),最大輸出功率25W。
輸出正常時電機運轉(zhuǎn)有LED 燈指示。
具有二極管續(xù)流保護。
可單獨控制2臺直流電機或1臺兩相4 線(或6 線)步進電機。
可以采用并聯(lián)接法控制一臺高達3A 的直流電機。
可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)。
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