论步进电机和开关磁阻电机.doc

《论步进电机和开关磁阻电机.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、论步进电机与开关磁阻电机班级：学号：：论步进电机与开关磁阻电机一、步进电机1.1概述步进电机是一种特殊的电机，每输入一个电脉冲信号，电机就转动一份角度，由于它的运动是步进形式的，所以称为步进电机。又因为它输入的是脉冲电流，所以也叫脉冲电动机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下电机取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号的时候，它将驱动电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转式一个固定的角度一步一步运行的。控制的时候可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时

2、可以通过控制脉冲来控制电机的速度和加速度，从而达到调速的目的。不仅电机的主要缺点是效率比较低，并且需要专用的电源供给脉冲信号，带负载惯量的能力不强，在运行中会出现共振和震荡等问题。1.2反应式步进电机的结构反应式不仅电机的结构形式有很多，按定转子铁心的段数分为单段式和多段式两种。1单段式单段式是定转子为一段铁心。由于各项绕组沿着圆周方向均匀排列，所以又称为径向分相式。它是步进电机中使用最多的一种结构形式。下图为三相反应式步进电动机的径向截图。定转子铁心由硅钢片叠压而成，定子磁极为突极式，磁极的极面上开有小齿、定子上有三套控制绕组，每一套有两个串联的集中控制绕组分别绕在径向相对的两个磁极上

3、。每套绕组叫一相，三相绕组接成星形，所以定子磁极数通常为相数的两倍。转子上没有绕组，沿圆周也有均匀的小齿，其齿距和定子磁极上小齿的齿距必须相等，而且转子的齿数有一定的限制。这种结构形式的优点是制造简便，精度易于保证，步距角可以做得较小，容易得到较高的启动和运行频率。其缺点是在电机的直径较小而相数又较多时，沿径向分相较为困难，消耗功率大。三相反应式步进电机的结构2多段式多段式是定转子铁芯沿电机轴向按相数分成m段由于各相绕组沿着轴向分布所以又称为轴向分相式按其磁路的结构特点有两种一种是主磁路仍为径向另一种是主磁路包含有轴向部分，多段式径向磁路步进电动机的结构如下图所示。每一段的结构和单段式径

4、向分相结构相似，通常每一相绕组在一段定子铁芯的各个磁极上定子的磁极数从结构合理考虑决定最多可以和转子齿数相等定转子铁芯的圆周上都有齿形相近和齿距相同的均匀小齿转子齿数通常为定子极数的倍数定子铁芯或转子铁芯每相邻两段沿圆周错开1/m齿距此外也可以在一段铁芯上放置两相或三相绕组定子铁芯或转子铁芯每相邻两段要错开相应的齿距这样可增加电机制造的灵活性。多段式径向磁路反应式步进电机1线圈2定子3转子多段式轴向磁路步进电动机的结构如图4-3所示每段定子铁芯为П字形在其中间放置环形控制绕组定转子铁芯上均有齿形相近和齿数相等的小齿定子铁芯或转子铁芯每相邻两段沿圆周错开1/m齿距。多段式结构的共同特点是铁

5、芯分段和错位装配工艺比较复杂精度不易保证特别对步距角较小的电机更是困难但步距角可以做的很小启动和运行频率较高对轴向磁路的结构定子空间利用率高，环形控制绕组绕制方便，转子的惯量较低。1.3步进电机优点1输出角位移或线位移量与其输入的脉冲数成正比，儿转速或线速度与脉冲数的频率成正比，在负载能力的围通过改变脉冲来调节电机的转速，并且能够快速启动、制动和反转。2控制性能好，它可以在开环系统中在很宽的围通过通过改变脉冲开调节嗲及的转速3每一周都有固定的步数，所以不及点击在不失步的情况下训词那个，其步距误差不会长期积累。4有一些形式的步进电机在不通电的情况下还有定位转矩。当采用速度和位置检测装置后，

6、它能构成闭环控制系统。一、开关磁阻电机2.1概述开关磁阻电动机（SwitchedReluctanceDrive：SRD）是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。它具有调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点。广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。开关磁阻电动机具有结构简单，调速围广，调速性能优异的特点，且在整个调速围都有较高的效率，系统的可靠性高。主要有开关磁阻电机，功率变换器四部分组成。控制器包含功率变换器和控

7、制电路，而转子位置检测器则安装在电机的一端。2.2工作原理下图示出四相（8/6）结构SR电动机原理图。为简单计，图中只画出A相绕组及其供电电路。SR电动机的运行原理遵循“磁阻最小原理”—‘磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。图2中，当定子D-D’极励磁时，1-1'向定子轴线D-D'重合的位置转动，并使D相励磁绕组的电感最大。若以图中定、转子所处的相对位置作为起