步进电动机的控制

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1、步进电动机1.工作原理2.接线3.控制方式4.其他一、步进电动机的简介步进电动机（steppingmotor)是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机，这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电动机。Stepintothemotoristoencouragethesignalfortheelectricpulsestothedisplacementorthedisplacementofdiscretevaluescontrolmotors,motorwhenenteringaelectricpulseswillmoveastep,alsoc

2、alledapulsethemotor.步进电动机的种类目前常用的有三种步进电动机：(1)反应式步进电动机(VR)。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。(2)永磁式步进电动机(PM)。永磁式步进电动机出力大，动态性能好；但步距角大;一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。(3)混合式步进电动机(HB)。混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点，它又分为两相和五

3、相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。二、步进电动机的工作原理图1三相反应式步进电动机的结构示意图1——定子2——转子3——定子绕组图1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60º。各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为θE=360º/40=9º，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿

4、距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图1，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3º。因此，B、C极下的磁阻比A磁极下的磁阻大。若给B相通电，B相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩（磁阻转矩）的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3º；此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B相绕组通电，而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3

5、º。依次类推，当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3º的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按A→C→B→A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3º的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角θb为30º。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB→BC→CA→AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算：

6、θb=360º/NEr                                (1)式中Er——转子齿数；N——运行拍数，N=km，m为步进电动机的绕组相数，k=1或2。三、步进电机接线步进电机接线方法是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。Stepintotheelectricalwiringsystemisanumberofinputpulsescanbeconvertedtorotateorlineoftheincrementalelectromagneticelements.eachinput

7、pulsethemotorturnedintoastepbystepfromtheangleofincrement.电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机接线方法是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。Themotorofthecornerandinputpulsesproportionaltothenumbercase,theappropriatespeedonthepulserate.stepintotheelectricalwiringisthekeycompon