l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序
2020-7-25 14:07:28??????點擊：
[導讀] 步進電機簡介 步進電動機是一種將電脈沖信號轉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，輸出量則為相應的增量位移或步進運動。正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步
步進電機簡介
步進電動機是一種將電脈沖信號轉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，輸出量則為相應的增量位移或步進運動。正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步數；做連續步進運動時，其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，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字量的控制，所以特別適宜采用微機進行控制。
（一）步進電機的種類
目前常用的有三種步進電動機：
（1）反應式步進電動機（VR）反應式步進電動機結構簡單，生產成本低，步距角小；但動態性能差。
（2）永磁式步進電動機（PM）永磁式步進電動機出力大，動態性能好；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式、永磁式步進電動機兩
者的優點，它的步距角小，出力大，動態性能好，是目前性能最高的步進電動機。它有時也稱作永磁感應子式步進電動機。
（二）步進電動機的工作原理
圖X1三相反應式步進電動機結構示意圖
l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序
1——定子 2——轉子 3——定子繞組
圖x1是最常見的三相反應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，且定子和轉子的齒距和齒寬均相同。由于定子和轉子的小齒數目分別是30和40，其比值是一分數，這就產生了所謂的齒錯位的情況。若以A相磁極小齒和轉子的小齒對齊，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，這就使轉子受到反應轉矩（磁阻轉矩）的作用而轉動，直到B磁極上的齒與轉子齒對齊，恰好轉子轉過3o；此時A、C磁極下的齒又分別與轉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，同理受反應轉矩的作用，轉子按順時針方向再轉過3o。
依次類推，當三相繞組按A→B→C→A順序循環通電時，轉子會按順時針方向，以每個通電脈沖轉動3o的規律步進式轉動起來。若改變通電順序，按A→C→B→A順序循環通電，則轉子就按逆時針方向以每個通電脈沖轉動3o的規律轉動。因為每一瞬間只有一相繞組通電，并且按三種通電狀態循環通電，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順序循環通電的方式。六拍運行時的步矩角將減小一半。反應式步進電動機的步距角可按下式計算：
θb=360o/NEr（x-1）
式中 Er——轉子齒數， N——運行拍數，N=km，m為步進電動機的繞組相數，k=1或2。
（三）步進電動機的特性
（1）步進電動機必須加驅動才可以運轉，驅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，如果加入適當的脈沖信號，就會以一定的角度（稱為步角）轉動。轉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越特性。 （3）改變脈沖的順序，可以方便的改變轉動的方向。
l298n驅動電機的工作原理
工作原理分析：
在步進電機驅動模塊中，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，而18腳為步進時鐘輸入端，控制每個步數的時間增量，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，而經過內部包含 4 信道邏輯驅動電路、高壓、大電流雙 H 橋式驅動器L298來控制電機的正反轉；利用L298實現電機驅動及其正反轉，并采用二極管進行續流保護，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熱，造成電路不穩定性缺點。
l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序
主要功能特點是：
關鍵芯片：L298N 雙H 橋直流/步進電機驅動芯片
L298N 芯片工作電壓：DC 4.5~5.5V。
電機驅動電源電壓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有LED 燈指示。
具有二極管續流保護。
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。
可以采用并聯接法控制一臺高達3A 的直流電機。
可實現電機正反轉。
L298N驅動步進電機程序
步進電機簡介
步進電動機是一種將電脈沖信號轉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，輸出量則為相應的增量位移或步進運動。正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步數；做連續步進運動時，其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，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字量的控制，所以特別適宜采用微機進行控制。
（一）步進電機的種類
目前常用的有三種步進電動機：
（1）反應式步進電動機（VR）反應式步進電動機結構簡單，生產成本低，步距角小；但動態性能差。
（2）永磁式步進電動機（PM）永磁式步進電動機出力大，動態性能好；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式、永磁式步進電動機兩
者的優點，它的步距角小，出力大，動態性能好，是目前性能最高的步進電動機。它有時也稱作永磁感應子式步進電動機。
（二）步進電動機的工作原理
圖X1三相反應式步進電動機結構示意圖
l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序
1——定子 2——轉子 3——定子繞組
圖x1是最常見的三相反應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，且定子和轉子的齒距和齒寬均相同。由于定子和轉子的小齒數目分別是30和40，其比值是一分數，這就產生了所謂的齒錯位的情況。若以A相磁極小齒和轉子的小齒對齊，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，這就使轉子受到反應轉矩（磁阻轉矩）的作用而轉動，直到B磁極上的齒與轉子齒對齊，恰好轉子轉過3o；此時A、C磁極下的齒又分別與轉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，同理受反應轉矩的作用，轉子按順時針方向再轉過3o。
依次類推，當三相繞組按A→B→C→A順序循環通電時，轉子會按順時針方向，以每個通電脈沖轉動3o的規律步進式轉動起來。若改變通電順序，按A→C→B→A順序循環通電，則轉子就按逆時針方向以每個通電脈沖轉動3o的規律轉動。因為每一瞬間只有一相繞組通電，并且按三種通電狀態循環通電，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順序循環通電的方式。六拍運行時的步矩角將減小一半。反應式步進電動機的步距角可按下式計算：
θb=360o/NEr（x-1）
式中 Er——轉子齒數， N——運行拍數，N=km，m為步進電動機的繞組相數，k=1或2。
（三）步進電動機的特性
（1）步進電動機必須加驅動才可以運轉，驅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，如果加入適當的脈沖信號，就會以一定的角度（稱為步角）轉動。轉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越特性。 （3）改變脈沖的順序，可以方便的改變轉動的方向。
l298n驅動電機的工作原理
工作原理分析：
在步進電機驅動模塊中，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，而18腳為步進時鐘輸入端，控制每個步數的時間增量，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，而經過內部包含 4 信道邏輯驅動電路、高壓、大電流雙 H 橋式驅動器L298來控制電機的正反轉；利用L298實現電機驅動及其正反轉，并采用二極管進行續流保護，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熱，造成電路不穩定性缺點。
l298n驅動電機的工作原理_L298N驅動步進電機程序
主要功能特點是：
關鍵芯片：L298N 雙H 橋直流/步進電機驅動芯片
L298N 芯片工作電壓：DC 4.5~5.5V。
電機驅動電源電壓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有LED 燈指示。
具有二極管續流保護。
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。
可以采用并聯接法控制一臺高達3A 的直流電機。
可實現電機正反轉。
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