SMT设备上的马达及控制回路

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1、SMT设备上典型的马达及驱动回路内容提要：本文通过从马达类型、功能介绍、控制原理、特点分析等几个方面对SMT设备上几个典型的马达控制回路做一个简单介绍，使我们对马达及控制有一个全面的认识。主题词：马达、伺服马达、伺服控制器一、背景介绍SMT设备属于复杂的光机电一体化设备，马达是设备的关键部件之一。设备上大量使用了各种马达，马达对设备的安全性、可靠性、精度等都有直接的影响。了解马达和控制回路有助于提高我们的设备维护能力。二、伺服系统基本组成单元介绍SMT设备上常见的伺服系统一般由以下组件构成：控制器：PLC（上、下扳

2、机）、单板机（回流炉）、工控电脑（印刷机、贴片机）；伺服控制卡、驱动卡、马达：直流伺服马达、交流伺服马达、步进马达；执行元件：皮带（西门子）、滚珠丝杆（环球）、滚动导轨；附件：位置感应器；三、典型的马达及驱动回路：1、单项交流马达典型应用：过板机皮带带动马达，回流炉风扇马达。工作原理：马达的工作原理如下图所示：单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差9

3、0度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，如上图所示。我们称这种电动机为电容式单相电动机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器串接的位置来实现。因马达转速较高，实际使用过程中一般和一个变速箱连用。常见结构如下：（马达安装照片）如上图过板机皮带带动马达，因单项交流的马达通常功率都很小，只有几十瓦，本例采用PLC控制继电器，继电器驱动马达，电路如下：特点分析：使用PLC控制继电器去驱动马达。使用交流110V可以增加马达的过载特性。2、步

4、进马达（STEPPERMOTOR）典型应用：DEK轨道宽度调整马达、刮刀升降马达、钢网网框调整马达等。工作原理：步进马达工作原理如图所示：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，

5、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。单三拍通电方式时转子的位置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′对齐如图（a）。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′极对齐如图（c），转子从图(b)的

6、位置又转过了15°。其位置如图d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相通电六拍通电时转子位置驱动电源的功能框图如下：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，放大器电源一般还

7、有多种保护环节。（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。（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。（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，而步进

8、电动机的驱动电流较大为了满足驱动要求，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。控制原理：特点分析：步进马达具有其独特的优点，步距值不受各种干扰因数的影响，即转子运动的速度取决于脉冲信号的频率，转子运动的总位移量取决于总的脉冲数；误差不长期积累，步进马达每走一步所转动的角度于理论角度有一定的误差，但走一圈后累计误差为零；控制性能好