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1、2008年5月机床与液压May2008第36卷第5期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol136No15步进电机的选型与计算范超毅,范巍(江汉大学机电工程学院,武汉430056)摘要:步进电机在机床数控改造、计算机外围设备制造以及需要开环控制的领域中有着较广阔的使用空间。正确选用步进电机是用好步进电机的关键。本文在概述了步进电机的特点和使用特性的基础上,详细介绍了步进电机的选型及其计算方法。关键词:数控机床;步进电机;选型;设计;数控改造中图分类号:TG501文献标识码:A文章编号:1001-3881(2008)5-310-4SelectionandCalculationofS
2、teppingMotorFANChaoy,iFANWei(SchoolofElectromechanics,JianghanUniversity,Wuhan430056,China)Abstract:SteppingmotorhasbeenappliedwidelyinCNCreconstructionofmachinetools,computersperipheralequipmentsandsomesituationswhichneedopen-ringcontrolling.Correctselectingofsteppingmotoristhepreconditionofcorre
3、ctusingit.Thebasiccharacteristicsandapplicationfeaturesofsteppingmotorweresummarized,themethodsofsteppingmotorselectinganditscalculationswereintroduced.Keywords:CNCmachinetoo;lSteppingmotor;Modelselecting;Design;CNCreconstruction0引言(1)定子绕组的通电状态每改变一次,其转子步进电机流行于20世纪70年代,70年代中期便转过一定的角度,转子转过的总角度(角位移)以
4、后多用宽调速直流伺服电机,进入80年代以来,严格与输入脉冲的数量成正比。交流伺服电机调速技术取得了突破性进展,并大举进(2)定子绕组通电状态改变速度越快,其转子入电气传动调速控制的各个领域,占据了绝对优势。旋转的速度就越快。即通电状态的变化频率越高,转但是,步进电机结构简单、价格低廉、容易控制、维子的转速就越高。修方便,而且随着计算机技术的发展,其驱动控制除(3)改变定子绕组的通电顺序,将导致其转子功率放大电路外,都可以由软件实现。因此,步进电旋转方向的改变。机在开环控制领域仍有广泛的使用价值。特别是在机(4)若维持定子绕组的通电状态,步进电机便床数控改造中应用广泛,而用好步进电机,正确选
5、型停留在某一位置固定不动,即步进电机具有自锁能以及必要的计算是关键。力,不需要机械制动。1步进电机性能概述(5)步距角A与定子绕组相数m,转子齿数z,111步进电机的特点通电方式k(k=拍数/相数,/拍数0是指步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机旋转一圈,定子绕组的通电状态被切换的次数。/相构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步数0是指步进电机每个通电状态下通电的相数)有进电机按设定的方向转动一个固定的角度,该角度称关,可以用下式表示:为/步距角0,它的旋转是以固定的角度一步一步运360bA=(1)行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而mzk达到准确定位的目的
6、;同时可以通过控制脉冲频率来例如:三相三拍时,m=3,k=1,三相六拍时,控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目m=3,k=2。的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用机。电机相数不同,其步距角也不同。电机在出厂时于各种开环控制。归纳起来,步进电机具有以下特步距角A的值就给定了。一般是二相电机的步距角为点:019b/118b、三相的为0175b/115b、五相的为0136b/收稿日期:2007-08-14作者简介:范超毅(1957)),男,教授,教授级高级工程师,主要从事数控技术的教学与加工
7、中心的科研工作,研究方向为数控技术及数控机床产品开发。拥有国家级、省部级科研成果11项,省部级科技进步奖5项。发表论文近30篇。电话:13385288202,13807158661,E-mai:lfanchaoy@i1261com。第5期范超毅等:步进电机的选型与计算#311#0172b。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同即高速时其负载能力变差,这一特性是步进电机应用相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用范围
