二相步进电机的单双拍混合通电方式(又称 1-2 相励磁方式),是将 “单拍(1 相通电)” 与 “双拍(2 相通电)” 交替循环的励磁逻辑,核心优势是让电机步距角减半、运行更平稳,是二相步进电机中兼顾精度与稳定性的常用方式。以下从通电原理、时序逻辑、实际表现三方面详细说明:
一、核心原理:单拍与双拍交替,实现步距角减半
二相步进电机的定子有两组绕组(通常标注为 A/A- 和 B/B-,双极性电机),单双拍混合通电的核心逻辑是:通过 “1 相通电→2 相通电→1 相通电→2 相通电” 的交替顺序,让转子在相邻磁极间的 “半步” 位置停顿,从而将传统单拍 / 双拍的固有步距角减半。
举个典型例子:
二、详细通电时序:4 拍→8 拍的循环逻辑
二相步进电机(双极性)的单双拍混合通电,本质是将传统 “4 拍”(单拍或双拍)扩展为 “8 拍” 循环,每一拍对应一组绕组的通电状态(通 / 断或电流方向)。以下以双极性二相电机(需控制绕组正反转通电)为例,给出完整时序:
1. 绕组通电状态定义
2. 单双拍混合通电 8 拍时序表
拍数 | 通电绕组(状态) | 转子转动角度(相对前一拍) | 备注(单拍 / 双拍类型) |
---|---|---|---|
1 | A+(仅 A 相通电) | 0°(初始位置) | 单拍(1 相通电) |
2 | A+ + B+(A、B 同通) | +0.9° | 双拍(2 相通电) |
3 | B+(仅 B 相通电) | +0.9°(累计 + 1.8°) | 单拍(1 相通电) |
4 | B+ + A-(B、A - 同通) | +0.9°(累计 + 2.7°) | 双拍(2 相通电) |
5 | A-(仅 A - 相通电) | +0.9°(累计 + 3.6°) | 单拍(1 相通电) |
6 | A- + B-(A-、B - 同通) | +0.9°(累计 + 4.5°) | 双拍(2 相通电) |
7 | B-(仅 B - 相通电) | +0.9°(累计 + 5.4°) | 单拍(1 相通电) |
8 | B- + A+(B-、A + 同通) | +0.9°(累计 + 6.3°) | 双拍(2 相通电) |
9 | 回到拍数 1(A+) | +0.9°(累计 + 7.2°,即 2×3.6°) | 完成 1 个 “8 拍” 循环 |
关键说明:
三、与其他通电方式的对比:优势与适用场景
为了更清晰体现单双拍混合方式的特点,这里对比二相电机的三种核心通电方式:
通电方式 | 步距角(二相 1.8° 电机) | 每循环拍数 | 输出扭矩 | 运行平稳性 | 控制复杂度 |
---|---|---|---|---|---|
单拍(1 相) | 1.8° | 4 拍 | 最小 | 差(振动大) | 最低 |
双拍(2 相) | 1.8° | 4 拍 | 最大 | 中(振动较小) | 中 |
单双拍混合 | 0.9° | 8 拍 | 中(双拍水平) | 好(振动小) | 高 |
优势总结:
适用场景:
四、实际控制:如何实现单双拍混合通电?
单双拍混合通电需控制器(如 PLC、单片机、专用步进驱动器)按 “8 拍时序” 输出控制信号,具体实现方式分两种:
1. 直接控制绕组(无驱动器,适合小功率电机)
2. 通过专用驱动器(推荐,适合中大功率电机)
总结
二相步进电机的单双拍混合通电方式,是通过 “单拍 + 双拍交替” 的 8 拍时序,在不增加硬件成本的前提下,实现 “步距角减半 + 扭矩均衡 + 运行平稳” 的效果,是兼顾精度与性价比的折中方案。实际应用中,若设备精度要求中等、预算有限,优先选择这种方式;若需更高精度(如 0.1° 以下),再考虑细分驱动方式。
要不要我帮你整理一份二相步进电机单双拍混合通电的 PLC 控制程序示例(梯形图 + 指令表),包含拍数计数、绕组通断逻辑,可直接参考使用。