同步电机步进运动性能分析

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1、万方数据同步电机步进运动性能分析武军1，柏承宇1，胡彦奎2，陶彩霞2(1．西安铁路职业技术学院陕西西安710014；2．兰州交通大学甘肃兰州730070)摘要：针对常用的步进电机在结构上保留组合电磁铁的特征，导致电动机的容量小，输出功率小，效率低，不能满足人们对大功率步进电动机的需求。为此提出将步进电动机的设计思想从组合电磁铁提高为旋转磁场，并通过对同步电动机采用步进控制，模拟仿真该动态下电机各种参数对性能的影响，同时提出如何选取初值和确定合适的参数。关键词：同步电动机；步进运动；电磁铁；旋转磁场中图分类号：TM347文献标识码：A文章编号：1

2、004—373X(2010)01—156一04AnalysisofSynchronousMotorSteppingMotionPerformanceWUJunl，BAIChengyul，HUYankui2，TAOCaixia2(1．Xi’anRailwayVocational8LTechnicalInstitute．Xi7an．710014，China；2．LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou，730070，China)Abstract：Inviewofthesteppermotorusedincombinatio

3、ntoretainstructureofthecharacteristicsofelectromagnet，resultingthesmallcapacity，smalloutputpower，lowefficiencyofelectricmotoranditcannotmeetpeople’Sdemandforhigh—powersteppermo—tor，thedesignideaofsteppermotorfromthecombinationofelectro—magnettoimprovetherotatingmagneticfield

4、．Andthroughtheuseofsynchronousmotorsteppercontrol，simulationofthedynamicelectricalpropertiesofvariousparametersontheimpactoftheini—tialvalueatthesametimeanddeterminehowtoselecttheappropriateparameters．Keywords：synchronousmotor；steppingmotion；electromagnet；rotatingmagneticfie

5、ld0引言在增量运动控制的发展过程中，一直是以步进电动机为主。近年来，由脉冲序列驱动的步进电动机在很多工业中都被用到，由步进电动机组成的步进传动系统具有许多优点，在此不做更多的阐述。但是，其最大的不足是常用的步进电动机在结构上保留组合电磁铁的特征，即各绕组之间产生的磁场是彼此独立的，电动机的容量小，输出功率小，效率低，不能够满足人们对大功率步进电动机的渴求。其能实现将步进电动机的设计思想从组合电磁铁提高为旋转磁场，就能工作原理上取得突破；把步进电动机从组合电磁铁的高度提高到普通同步电动机的高度，就能使步进传动的容量和效率都向前发展一大步‘“。交

6、流步进传动是在微机控制下由静止变频器供电的，对同步电动机的采用步进控制，使同步电动机定子磁动势离散运动，具备普通步进电动机的优点，而且同步电动机的效率与损耗比是最高的，且制造容量不受限制，在改变电动机转矩时，同步电动机的响应是最快的。电动机的电气参数直接影响电动机作步进运动的动态特性，所以衡量电气参数对感应式同步电动机作步进运动的影响。是决定能否实现这一过程的关键。为收稿日期：2009—07—15156此，用一台感应式同步电动机和一个静止变频器组成一个步进运动系统，以研究具体参数的影响[2]。1同步电机做步进运动原理[3．41微电子学、电力电子

7、学和同步电动机的结合，可将交流电动机的气隙磁动势由连续的旋转磁动势转换为离散的步进磁动势。本文研究的是由一个感应式同步电机和逆变器组成的感应式同步电动机步进运动系统，如图1所示。图1感应式同步电机步进运动系统示意图这种感应式步进电机可由一绕线式转子感应电机得到，励磁部分由可调电压源Ef来激励。逆变器由6个新型可关断器件GTO，GTR或IGBT及6个反馈二极管(认为是理想换接的)组成三相桥路输出，供给同万方数据步电动机。逆变器按180。导电方式工作，同一桥臂的上下元件交替导通，相位相差180。。各开关元件的导通规律见表1。表1工作方式以U1，U。

8、，V。，V：，W。，w。的次序依次控制各开关元件的导通，每隔60。换流一次，在任何瞬间都有三个功率管同时导通，在触发脉冲的控制下变流装置输出电压后，同