写真机步进电机不动是什么原因造成的？
步进电机工作原理2008-04-02 20:48常用电机与控制—步进电机
随着生产过程机械化、电气化和自动化的不断发展，出现了各种类型的特种电动机。这些电动机的工作原理，一般与普通的异步电动机和直流电动机的基本原理近似，但是它们在性能、结构、生产工艺上各有其特殊性，多用于自动控制过程中。一般来说，这些电动机的功率不大，小的只有几分之一瓦，大的也不过几十瓦或几百瓦，属于微型电动机的范围。
步进电动机
一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。
步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。
随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。
步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。
图1 反应式步进电动机的结构示意图
图1是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一组，联法如图所示。
下面介绍反应式步进电动机单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。
一、单三拍通电方式的基本原理
设A相首先通电（B、C两相不通电），产生A-A′轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。这时A、A′极就成为电磁铁的N、S极。在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置（图2a）；接着B相通电（A、C两相不通电），转了便顺时针方向转过30°，它的齿和C、C′极对齐（图2c）。不难理解，当脉冲信号一个一个发来时，如果按A→C→B→A→…的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。
图2 单三拍通电方式时转子的位置
二、六拍通电方式的基本原理
设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐（图3a）。然后在A相继续通电的情况下接通B相。这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图3b所示，即转子从图(a)位置顺时针转过了15°。接着A相断电，B相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐（图c），转子从图(b)的位置又转过了15°。其位置如图3d所示。这样，如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15°。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。
a.A相通电 b.A、B相通电 c.B相通电 d.B、C相通电
图3 六拍通电时转子位置
三、双三拍通电方式的基本原理
如果每次都是两相通电，即按A、B→B、C→C、A→A、B→…的顺序通电，则称为双三拍方式，从图3b，和图3d可见，步距角也是30°。因此，采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角，每走一步前进了三分之一齿距角；采用六拍方式时，转子走六步前进了一个齿距角，每走一步前进了六分之一齿距角。因此步距角θ可用下式计算：
θ＝360°/Zr×m
式中Zr是转子齿数；m是运行拍数。
一般步进电动机最常见的步距角是3°或1．5°。由上式可知，转子上不只4个齿（齿距角90°），而有40个齿（齿距角为9°）。为了使转子齿与定子齿对齐，两者的齿宽和齿距必须相等。因此，定子上除了6个极以外，在每个极面上还有5个和转子齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图4所示。
图4 三相反应式步进电动机的结构图
由上面介绍可知，步进电动机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外，步进电动机的转速决定于电脉冲频率，并与频率同步。
四、步进电动机的驱动电源
步进电动机需配置一个专用的电源供电，电源的作用是让电动机的控制绕组按照特定的顺序通电，即受输入的电脉冲控制而动作，这个专用电源称为驱动电源。步进电动机及其驱动电源是一个互相联系的整体，步进电动机的运行性能是由电动机和驱动电源两者配合所形成的综合效果。
1、对驱动电源的基本要求
（1）驱动电源的相数、通电方式和电压、电流都工满足步进电动机的需要；
（2）要满足步进电动机的起动频率和运行频率的要求；
（3）能最大限度地抑制步进电动机的振荡；
（4）工作可靠，抗干扰能力强；
（5）成本低、效率高、安装和维护方便。
2、驱动电源的组成
步进电动机的驱动电源基本上由脉冲发生器、脉冲分配器和脉冲放大器（也称功率放大器）三部分组成，如图5所示。
图5 步进电动机驱动电源的方框图
（1）脉冲发生器
脉冲发生器是一个脉冲频率由几赫到几十千赫可连续变化的脉冲信号发生器。脉冲发生器可以采用多种线路，最常见的有多谐振荡器和单结晶体管构成的张弛振荡器两种，它们都是通过调节电阻R和电容C的大小来改变电容器充放电的时间常数，以达到改变脉冲信号频率的目的。图6是两种实用的多谐振荡电路，它们分别由反相器和非门构成，振荡频率由RC决定，改变R值即可改变脉冲频率。
图6 脉冲发生器实用电器（点击看大图）
（2）脉冲分配器
脉冲分配器中由门电路和双稳态触发器组成的逻辑电路，它根据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系加在脉冲放大器上，使步进电动机按确定的运行方式工作。下面着重介绍CH250环形脉冲分配器。
CH250环形脉冲分配器是三相步进电动机的理想脉冲分配器，通过其控制端的不同接法可以组成三相双三拍和三相六拍的不同工作方式，如图7、图8所示。
图7 CH250三相双三拍接法
图8 CH250三相六拍接法
J3r、J3L两端子是三相双三拍的控制端，J6r、J6L是三相六拍的控制端，三相双三拍工作时，若J3r＝“1”，而J3L＝“0”，则电机正转；若J3r＝“0”，J3L＝“1”，则电机反转；三相六拍供电时，若J6r＝“1”，J6L＝“0”，则电机正转；若J6r＝“0”，J6L＝“1”，电机反转。R2是双三拍的复位端，R1是六拍的复位端，使用时，首先将其对应复位端接入高电平，使其进入工作状态，然后换接到工作位置。CL端是时钟脉冲输入端，EN是时钟脉冲允许端，用以控制时钟脉冲的允许与否。当脉冲CP由CL端输入，只有EN端为高电平时，时钟脉冲的上升沿才起作用。CH250也允许以EN端作脉冲CP的输入端，此时，只有CL为低电平时，时钟脉冲的下降沿才起作用。A0、B0、C0为环形分配器的三个输出端，经过脉冲放大器（功率放大器）后分别接到步进电动机的三相线上。
CH250环形脉冲分配器的功能关系如表1所列。
工作方式 CL EN J3r J3L J3r J3L
六拍 正转
反转 0
0 0
0 0
0 1
0 0
1
双三拍 正转
反转 0
0 1
0 0
1 0
0 0
0
六拍 正转
反转 1
1 0
0 0
0 1
0
0
1
双三拍 正转
反转 1
1 1
0 0
1 0
0 0
0
（3）脉冲放大器（功率放大器）
由于脉冲分配器输出端A0、B0、C0的输出电流很小，如CH250脉冲分配器的输出电流大约为200-400μA，而步进电动机的驱动电流较大，如75BF001型步进电动机每相静态电流为3A，为了满足驱动要求，脉冲分配器输出的脉冲需经脉冲放大器（即功率放大器）后才能驱动步进电机。图9是一个实用的脉冲放大电路，图中使用三级晶体管放大，第一级用3DG6小功率管，第二级用3DK4中功率管，第三级用3DD15大功率管，R6为步进电动机限流电阻，随所配电机不同而异。
图9 脉冲放大器实用电路
图10 高低压切换驱动电源的原理图
图9所示电路是单电压型驱动电源，它的特点是：线路简单，电阻R6与控制绕组串联后，可以减小回路的时间常数；但是由于R6上要消耗功率，使电源的效率降低，用这种电源供电的步进电动机的起动和运行频率都不会太高。为了提高电源效率及工作频率，可采用高、低压切换型电源，其原理如图10所示。高压供电是用来加速电流的增长速度，而低压是用来维持稳定的电流值。低压电源中串联一个数值较小的电阻，其目的是为了调节控制绕组的电流，使各相电流平衡。
把写真机的右面拆开，把u型支架螺丝送掉，就拿出来了。
步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步， 一般要考虑检查以下方面：1、电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~100% 的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。
2、上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要 >10mA ），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是 CMOS 电路，则也要选用 CMOS 输入型的驱动器。
3、启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。
步进电机工作原理2008-04-02 20:48常用电机与控制—步进电机
随着生产过程机械化、电气化和自动化的不断发展，出现了各种类型的特种电动机。这些电动机的工作原理，一般与普通的异步电动机和直流电动机的基本原理近似，但是它们在性能、结构、生产工艺上各有其特殊性，多用于自动控制过程中。一般来说，这些电动机的功率不大，小的只有几分之一瓦，大的也不过几十瓦或几百瓦，属于微型电动机的范围。
步进电动机
一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。
步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。
随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。
步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。
图1 反应式步进电动机的结构示意图
图1是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一组，联法如图所示。
下面介绍反应式步进电动机单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。
一、单三拍通电方式的基本原理
设A相首先通电（B、C两相不通电），产生A-A′轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。这时A、A′极就成为电磁铁的N、S极。在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置（图2a）；接着B相通电（A、C两相不通电），转了便顺时针方向转过30°，它的齿和C、C′极对齐（图2c）。不难理解，当脉冲信号一个一个发来时，如果按A→C→B→A→…的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。
图2 单三拍通电方式时转子的位置
二、六拍通电方式的基本原理
设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐（图3a）。然后在A相继续通电的情况下接通B相。这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图3b所示，即转子从图(a)位置顺时针转过了15°。接着A相断电，B相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐（图c），转子从图(b)的位置又转过了15°。其位置如图3d所示。这样，如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15°。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。
a.A相通电 b.A、B相通电 c.B相通电 d.B、C相通电
图3 六拍通电时转子位置
三、双三拍通电方式的基本原理
如果每次都是两相通电，即按A、B→B、C→C、A→A、B→…的顺序通电，则称为双三拍方式，从图3b，和图3d可见，步距角也是30°。因此，采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角，每走一步前进了三分之一齿距角；采用六拍方式时，转子走六步前进了一个齿距角，每走一步前进了六分之一齿距角。因此步距角θ可用下式计算：
θ＝360°/Zr×m
式中Zr是转子齿数；m是运行拍数。
一般步进电动机最常见的步距角是3°或1．5°。由上式可知，转子上不只4个齿（齿距角90°），而有40个齿（齿距角为9°）。为了使转子齿与定子齿对齐，两者的齿宽和齿距必须相等。因此，定子上除了6个极以外，在每个极面上还有5个和转子齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图4所示。
图4 三相反应式步进电动机的结构图
由上面介绍可知，步进电动机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外，步进电动机的转速决定于电脉冲频率，并与频率同步。
四、步进电动机的驱动电源
步进电动机需配置一个专用的电源供电，电源的作用是让电动机的控制绕组按照特定的顺序通电，即受输入的电脉冲控制而动作，这个专用电源称为驱动电源。步进电动机及其驱动电源是一个互相联系的整体，步进电动机的运行性能是由电动机和驱动电源两者配合所形成的综合效果。
1、对驱动电源的基本要求
（1）驱动电源的相数、通电方式和电压、电流都工满足步进电动机的需要；
（2）要满足步进电动机的起动频率和运行频率的要求；
（3）能最大限度地抑制步进电动机的振荡；
（4）工作可靠，抗干扰能力强；
（5）成本低、效率高、安装和维护方便。
2、驱动电源的组成
步进电动机的驱动电源基本上由脉冲发生器、脉冲分配器和脉冲放大器（也称功率放大器）三部分组成，如图5所示。
图5 步进电动机驱动电源的方框图
（1）脉冲发生器
脉冲发生器是一个脉冲频率由几赫到几十千赫可连续变化的脉冲信号发生器。脉冲发生器可以采用多种线路，最常见的有多谐振荡器和单结晶体管构成的张弛振荡器两种，它们都是通过调节电阻R和电容C的大小来改变电容器充放电的时间常数，以达到改变脉冲信号频率的目的。图6是两种实用的多谐振荡电路，它们分别由反相器和非门构成，振荡频率由RC决定，改变R值即可改变脉冲频率。
图6 脉冲发生器实用电器（点击看大图）
（2）脉冲分配器
脉冲分配器中由门电路和双稳态触发器组成的逻辑电路，它根据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系加在脉冲放大器上，使步进电动机按确定的运行方式工作。下面着重介绍CH250环形脉冲分配器。
CH250环形脉冲分配器是三相步进电动机的理想脉冲分配器，通过其控制端的不同接法可以组成三相双三拍和三相六拍的不同工作方式，如图7、图8所示。
图7 CH250三相双三拍接法
图8 CH250三相六拍接法
J3r、J3L两端子是三相双三拍的控制端，J6r、J6L是三相六拍的控制端，三相双三拍工作时，若J3r＝“1”，而J3L＝“0”，则电机正转；若J3r＝“0”，J3L＝“1”，则电机反转；三相六拍供电时，若J6r＝“1”，J6L＝“0”，则电机正转；若J6r＝“0”，J6L＝“1”，电机反转。R2是双三拍的复位端，R1是六拍的复位端，使用时，首先将其对应复位端接入高电平，使其进入工作状态，然后换接到工作位置。CL端是时钟脉冲输入端，EN是时钟脉冲允许端，用以控制时钟脉冲的允许与否。当脉冲CP由CL端输入，只有EN端为高电平时，时钟脉冲的上升沿才起作用。CH250也允许以EN端作脉冲CP的输入端，此时，只有CL为低电平时，时钟脉冲的下降沿才起作用。A0、B0、C0为环形分配器的三个输出端，经过脉冲放大器（功率放大器）后分别接到步进电动机的三相线上。
CH250环形脉冲分配器的功能关系如表1所列。
工作方式 CL EN J3r J3L J3r J3L
六拍 正转
反转 0
0 0
0 0
0 1
0 0
1
双三拍 正转
反转 0
0 1
0 0
1 0
0 0
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六拍 正转
反转 1
1 0
0 0
0 1
0
0
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双三拍 正转
反转 1
1 1
0 0
1 0
0 0
0
（3）脉冲放大器（功率放大器）
由于脉冲分配器输出端A0、B0、C0的输出电流很小，如CH250脉冲分配器的输出电流大约为200-400μA，而步进电动机的驱动电流较大，如75BF001型步进电动机每相静态电流为3A，为了满足驱动要求，脉冲分配器输出的脉冲需经脉冲放大器（即功率放大器）后才能驱动步进电机。图9是一个实用的脉冲放大电路，图中使用三级晶体管放大，第一级用3DG6小功率管，第二级用3DK4中功率管，第三级用3DD15大功率管，R6为步进电动机限流电阻，随所配电机不同而异。
图9 脉冲放大器实用电路
图10 高低压切换驱动电源的原理图
图9所示电路是单电压型驱动电源，它的特点是：线路简单，电阻R6与控制绕组串联后，可以减小回路的时间常数；但是由于R6上要消耗功率，使电源的效率降低，用这种电源供电的步进电动机的起动和运行频率都不会太高。为了提高电源效率及工作频率，可采用高、低压切换型电源，其原理如图10所示。高压供电是用来加速电流的增长速度，而低压是用来维持稳定的电流值。低压电源中串联一个数值较小的电阻，其目的是为了调节控制绕组的电流，使各相电流平衡。
郅常氟尿： 步进电机启动运行时,有时动一下就不动了或原地来回动,运行时有时还会失步, 一般要考虑检查以下方面:1、电机力矩是否足够大,能否带动负载,因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~100% 的电机,因为步进电机...
丰镇市13020888192： 写真机进纸电机不工作怎么回事? - ？
郅常氟尿： 一般来讲在写真机放耗材用纸的时候插入纸张后机器会自行运作,如果插入纸以后没有反应就证明机器有了故障,建议先检查一下感应器,就是类似摄像头那个装置,上料的时候一般都会进行遮掩,不然纸张会自动下滑,这个是必须解决的问题,否则会因为这个浪费许多耗材,耗材一般价格都比较高,造成不必要的浪费实在不划算
丰镇市13020888192： 电机线路检查没问题但是就是不动请问这是为什么呢? - ？
郅常氟尿： 根据电机能锁但不动的现象,可能是电机损坏、脉冲频率太高或控制线未有效连接等原因造成.步进电机一般不工作有几方面原因: 1、控制线有没有有效与电机驱动器连接(通过万用表或示波器可以确认). 2、步进驱动器有没有可靠上电. 3、电机线有没有可靠连接. 4、判断驱动器是否损坏(通过更换可以直接判断). 5、判断电机是否损坏(通过更换可以直接判断). 6、控制脉冲频率太高,电机堵转.
丰镇市13020888192： 步进电机轰鸣声很大,但是转不动,有时能转几下,有时却卡住了,到了某一个位置就卡住了 - ？
郅常氟尿： 最有可能的原因: 电机力矩不足以克服负载力矩,转不动. 到了某一个位置卡住,说明阻力不均匀,有的地方大,有的地方小.当然,你要先检查一下接线是否有问题,驱动器和电机的相序要匹配.
丰镇市13020888192： 乐彩(LC)750四色写真机.自动收放纸不好用了.现在退纸时步进电机工作.可以收纸.进纸时步进电机不工作.不能自动放纸.是什么原因?急.在线等.？
郅常氟尿： 步进电机是指带动走纸电机,不是收放纸电机,这两者没什么直接关系,步进电机不工作的话,纸都上不上去.按进纸时能进纸,不放纸是常见问题,探头没照到纸上或探头坏了;都能退不能进的情况还没遇到过,可能是两种情况1步进和探头都有问题2主板或电源有问题
丰镇市13020888192： 75o写真机进步电机再转但轴不转.为什么?(没有卡任何东西,齿轮间距也没有问题)？
郅常氟尿： 你是说步进电机在响,就是不转,嗡嗡的响,这样的话估计就是电机了
丰镇市13020888192： 步进电机不转不切标怎么回事 - ？
郅常氟尿： 线路问题一般体现在旧设备上,由于线路是很容易忽视的问题,基于讯号和电机线路都有可能,先来个排除法. 1:两个步进电机都不转.就要考虑电源电路.控制讯号输入电路,因为电机线路的问题基本可以排除.(如果只有一台可以工作就...
丰镇市13020888192： 步进电机为什么卡住 - ？
郅常氟尿： 步进电机卡住? 你是说转着转着,卡在哪里不动了么?如果是这样的话,电机失步了.电机所带负载过重,需选用大力矩的步进电机 如果是停掉了给驱动器发脉冲,那么应该是自动电流减半,电机保持锁死.
丰镇市13020888192： 二相4线步进电机只震动不转动 - ？
郅常氟尿： 两个方面的原因:接线错误,电机往前转一点,往后转一点,前前后后就振动起来了. 程序错误,程序脉冲给定太快了,电机都反应不过来,只能跟着振动.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件.在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的.
丰镇市13020888192： 步进电机主轴很紧,不通电时用手转不动,是不是坏了 - ？
郅常氟尿： 是的. 通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场.该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致.当定子的矢量磁场旋转一个角度.转子也随着该磁场转一个角度. 每输入...
