步进电机原理(all)...ppt

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1、永磁式步进电机原理2012年4月1中山惠利普电机有限公司目录一、步进电机概述；二、永磁式步进电机结构及工作原理（爪极型）;三、步进电机常用术语四、步进电机的特性；五、步进电机主要性能参数；六、测试方法及规则；七、摩擦机构打滑原理；八、常见故障及改善对策；2中山惠利普电机有限公司一.步进电动机概述步进电机特点步进电动机（steppingmotor）也称脉冲电动机、脉动电动机、分级电动机；更老一些叫法也叫阶动电动机。步进电机是将电脉冲转换成角位移位的一种执行机构。3中山惠利普电机有限公司型号含意；如：24BYJ–48一.步进电动机概述电机直径步进电机永磁式减速装置4相8对极对数4中山惠利普电机

2、有限公司二、永磁式步进电机机构及工作原理（爪极型）1.结构由定子、转子、减速箱三大部分组成永磁爪极步进电机的典型结构如图1所示。整个电动机定转子的轴向均分为两段，中间由隔磁片隔开，两段互相间叉开一个步距角，每均由定子，转子以及套在定子的一个环形绕组所组成。每段定子内孔圆周上的极片呈爪形作环形对称排列，外面并绕两套反向串联的环形绕组，定子两段环形磁钢同向同轴联结径向充磁。5中山惠利普电机有限公司步进电机结构图6中山惠利普电机有限公司电机分解图7中山惠利普电机有限公司电机定子由---线圈（线球）、机壳、中齿板、上齿板组成。电机定子极爪之间的间隙要均等，极爪之间不能短路。极爪宽度与电机自定位力矩

3、、输出力矩成正比。8中山惠利普电机有限公司电机转子材料：烧结铁氧体、注塑铁氧体、稀土钕铁硼等电机转子通过充磁分为8个极对数与定子的8爪相匹配电机转子9中山惠利普电机有限公司定子与转子的间隙与力的关系1、定子与转子的间隙过大，电机的输出力及自定位力矩就会变小，出现吊力不良等现象。2、定子与转子的间隙过小，就会出现转子与定子容易擦壳，出现吊力不良、擦壳声等现象。10中山惠利普电机有限公司二、永磁式步进电机机构及工作原理2.工作原理设上段两反向绕组分别为A，A-两相，其中下段两反向绕组分别为B，B-两相，当在AO和BO两相绕组通电时，同一段内相领极片呈相反极性，转子在定子极片处于图3（a）所示的

4、平衡位置。11中山惠利普电机有限公司永磁爪极步进电机工作原理图当把A，B相通电转换成AO，B-O两相通电后，这时定子极片极性全部反向。转子将向右移动一步，如图3(b)所示.如果继续改变通电状态，即由AB→AB-→A-B-→AB转子就会步进旋转，若改变通电顺序AB→A-B→A-B-→AB则电机反向旋转。12中山惠利普电机有限公司永磁爪极步进电机工作原理图13中山惠利普电机有限公司三、步进电动机的常用术语1、步距角：指每给一个电脉冲信号电动机转子应转过的角度的理论值。步距角（°）：θb=360°/m1p式中P---转子极对数；m1----动行拍数，通常等于相数或相数的整数倍，即m1=km;m-

5、---电动机相数。2、转速通常指转子运转一周的速度（减速步进电机指输出轴速度）转速（RPM）:n=fθb/6°式中：f=电源频率θb=步距角14中山惠利普电机有限公司三、步进电机的常用术语3、静态转矩特性（a）保持转矩(holdingtorque)是指步进电机在励磁状态，用外力旋转输出轴时，抗拒外力所产生的最大转矩。保持转矩也叫最大静止转矩、最大保持转矩、堵转转矩。保持转矩大小随励磁电流的大小、励磁方式不同而不同。同一电动机二相励磁比起一相励磁通常保持转矩大1.4倍，但不能误认为通电相数越多，合成转矩越大。由于转矩受电源参数及电流大小的影响，会出现通电相数少时的转矩反而比通电相数多时大。步

6、进电机的转速和转矩变化范围较宽，又受电源结构的影响，很难用功率表示步进电机的力能指标，而只能给出最大静转矩值。15中山惠利普电机有限公司（b）自定位转矩：在电动机中使用永磁的PM型步进电机、HB型步进电机，即使没有励磁电流，由于磁钢所产生的磁场也会有持续作用于转子的转矩使之处于一个稳定平衡状态。在这没有励磁状态下，从外部对输出轴施加转矩时，而产生的最大值称为自定位转矩（detenttorque）。自定位转矩也称为无励磁保持转矩或剩余转矩（residualtorque）。4、动态转矩特性（dynamictorquecharacters）(a)牵入转矩特性所谓牵入转矩（pull-in-torq

7、uecharacteristics）就是一种负载转矩,具体做法是用在直接连接在输出轴的滑轮上垂吊砝码的方法对轴加三、步进电机的常用术语16中山惠利普电机有限公司上负载,再交替任意加上驱动脉冲、停止，使电动机一会儿启动，一会儿停止，这时电动机不得不有误动所测得的临界转矩。换而言之如果增加了所吊砝码的重量，就要引起电动机误转动，这时求得的临界转矩；表示驱动脉冲同临界转矩之间关系的这种特性称牵入转矩。在空载状态下，究竟多快的脉