机电一体化概论教学课件作者赵再军12.ppt

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1、机电一体化概论作者：赵再军责任编辑：石国华出版日期：2008年9月IDPN：308-2008-016课件章数：14三、步进电机的主要特性1、步距角步距角在一个电脉冲作用下（即一拍），电机转子转过的角位移称为步距角。步距角愈小，则驱动控制的精度愈高。一般反应式步进电机的步距角为0.75°～3°。2、矩角特性和最大静转矩矩角特性：单位脉冲电流不变情况下，步进电机静态转矩T随转子失调角θ的变化曲线。近似于正弦曲线；矩角特性曲线上的电磁转矩的最大值称为最大静转矩Tjmax；Tjmax反映电机承载能力和工作的快速性重要指标。Tjmax

2、大，负载能力大，快速性好。3、Tq、fqTq：两曲线交点所对应转矩，是电动机最大起动转矩。凡外加转矩小于Tq，均能使电动机起动。fq：步进电机由静止突然启动，进入不失步的正常运行所允许的最高启动频率。若启动时频率大于启动频率，步进电机就不能正常启动。4、启动惯频特性指负载转矩一定时，启动频率fq随负载惯量变化的特性。反映电动机跟踪的快速性。步进电机随负载转矩增加，fq迅速下降。5、动态特性矩频特性：动态转矩T与脉冲频率关系。T随频率升高急剧下降的原因：步进电机转动时，电动机各相绕组电感将形成一个反向电动势。频率越高，反向电

3、动势越大，在它的作用下，电动机随频率或速度增大，相电流减小，从而导致力矩下降。四、步进电机的加减速控制步进电机以较低启动频率启动后，应采用升速控制达到运行频率，同样采用降速策略从运行频率降到启动频率以下后再停止控制脉冲。加速时间Ta、减速时间Td均不能太小，否则会失步或越步。第三节控制方式的选择与计算实例1、控制方式的选择：开环系统、闭环系统、半闭环系统。步进电机驱动电路接受从控制系统发来的脉冲指令，进行功率放大，从而控制步进电机的正反转和转速大小。每输入一个脉冲指令，步进电机就转动一定的角度（步距角），相应地工作台就移动一

4、个距离。所以控制系统发出的脉冲数目决定了工作台移动的距离，脉冲频率决定了工作台移动的速度。2、计算实例步进电机驱动滚珠丝杠带动装有刀架拖板作往复直线运动。已知拖板重量W=2000N，拖板与贴塑导轨间摩擦系数μ=0.06，车削时最大切削负载FZ=2150N（与运动方向相反），Y向切削分力FY=2FZ=4300N（垂直于导轨），要求导轨进给速度v1=10~500mm/min，快速运行速度v2=3000mm/min，滚珠丝杠名义直径do=32mm，Lo=6mm，丝杠总长1400mm，拖板最大行程1150mm，定位精度±0.01m

5、m，试选择合适步进电机，并检查起动特性、工作速度。