电机及机床电气控制（第2版）教学课件作者王建明学习情境6步进电机的运行.ppt

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1、项目六步进电机的运行教学目标：1、步进电动机工作特性；2、步进电动机的启动和启动频率；3、步进电动机的调速方法；4、电动机的控制电路；5、步进电机开环控制方式；6、步进电机控制实例分析。电机及机床电气控制教学重点和难点步进电动机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件。在本任务中重点介绍反应式步进电机的工作方式和特征、控制方法。从应用的角度在介绍步进电动机的基本结构、工作原理、主要技术指标、运行特性和影响因素、环形分配器方式和功率驱动电路的基础上，进行开环和闭环控制方案以及驱动系统设计举例与传动控制应用实例。教学方法项目教学法：1、引出问

2、题；2项目分析；3、行为引导法；4、学练结合电机及机床电气控制学时、教具、课前准备学时：8学时教具：步进电机、步进电机控制装备、万用表课前准备：学生预习相关课程知识；设备调试；规范标准准备；教学过程一、项目提出步进电动机是受其输入信号，即一系列的电脉冲控制而动作的。脉冲发生器所产生的电脉冲信号，通过环形分配器按一定的顺序加到电动机的各相绕组上。为使电动机能够输出足够的功率，经环形分配器产生的脉冲信号还需进行功率放大。环形分配器、功率放大器以及其它控制线路组合称为步进电动机的驱动电源，它对步进电动机来说是不可分割的一部分。步进电动机、驱动电源和控

3、制器构成步进电动机传动控制系统，如图所示。电机及机床电气控制控制器环形分配器功率放大器步进电机辅助电路步进电动机传动控制系统框图步进电动机具有独特的优点：(1)控制特性好；(2)误差不长期积累；(3)步距值不受各种干扰因素的影响。二、项目分析脉冲供电方式是步进电机的能源特征。掌握磁路的两个重要特征，即走磁阻最小路径和走磁路最短的特征，对步进电机工作原理掌握大有帮助。步距角、转速公式和特性的理解对步进电机控制是必要的。电机及机床电气控制三、项目计划决策(1)控制特性；(2)使用特点；(3)准备工具、资料。四、项目实施知识点一步进电动机的结构与工作

4、原理一）结构特点二）工作原理1基本工作原理1)单相轮流通电方式：2)双相轮流通电方式3)单双相轮流通电方式三）小步距角步进电动机步距角θb=360°/zKm步进电动机的转子齿数z和定子相数m越多，则步进电动机的运行拍数(步数)越多，步距角θb越小，控制越精确。步进电动机的转速(单位为r／min)为电机及机床电气控制n=四）、步进电动机的分类步进电动机典型分类如图所示。步进电机按工作原理分按输出转矩分按相数分按运动方式分按结构分电磁式、磁阻式、永磁式、混合式快速型、功率型三相、四相、五相、六相…旋转运动、直线运动、平面运动、滚动运动单段式、多段式

5、、印刷绕组式电机及机床电气控制知识点二步进电动机的环形分配器一）、步进电动机的驱动方式二）、步进电动机的环形分配器1．硬件环形分配器可逆计数器EPROMCP脉冲方向电平清零方式输出状态零位输出2．软件环分知识点三步进电动机的驱动电路电机及机床电气控制一）单电压限流型驱动电二）双电压驱动电路三）斩波驱动电路四）升频升压驱动电路五）细分驱动电路知识点四步进电动机的运行特性及使用一）步进电动机的运行特性及影响因素1．矩角特性2．单步运行特性3．连续脉冲运行特性4．加减速特性5．脉冲信号频率对步进电动机运行的影响6．转子机械惯性对步进电动机运行的影响7

6、.步进运行和低频振荡电机及机床电气控制二）、步进电动机的主要性能指标和应用1．步进电动机的主要性能指标1)步距角θb2)精度3)转矩4)响应频率5)运行频率6)起动矩频特性7)起动惯频特性8)运行矩频特性2．步进电动机的应用电机及机床电气控制。五、项目检查1、步进电机工作情况检查；万用表的使用；2、检查控制板的连线；3、不同工作拍节的线路连接。电机及机床电气控制六、项目评估1通过分析步进电动机的工作原理和通电方式，可以得出什么结沦?2实用中的步进电动机为什么采用小步距角?步距角如何确定?3步进电动机按工作原理分类有哪几种?各有什么特点?4步进电

7、动机环行分配器由什么确定?如何进行设计?5如何修改环行分配器子程序，以实现步进电动机的反向运行?6步进电动机步距角的含义是什么?一台步进电动机可以有两个步距角，例如3°/1.5°，这是什么意思?什么是单三拍、双三拍、单双六拍、五相十拍?电机及机床电气控制