步进电机的结构与原理课件.ppt

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1、第3讲步进电机控制系统主讲老师:刘遥生机电传动控制技术系列讲座内容:第一讲：机电传动概述及控制系统中常用检测元件主要内容：讲述机电传动的目的和任务及发展概况，介绍机电传动控制系统中常用的元器件（如速度传感器、线位移传感器、角位移传感器等）。第二讲：机电传动控制系统主要内容：讲述机电传动控制系统的组成和分类，重点介绍机电传动控制系统调速方法。第三讲：步进电机控制系统主要内容：讲述步进电机的结构、原理和控制系统;重点介绍步进电机的控制与应用等方面的知识。第三讲步进电机控制系统目的：1、了解步进电机的一般结构与工

2、作原理2、掌握步进电机基本特性及应用3、学会步进电机控制方法内容：一、步进电机的分类二、步进电机的结构和工作原理三、步进电机的主要技术指标四、步进电机的控制第一节步进电机分类1、何谓步进电动机又称为脉冲电动机，是数字控制系统中的一种执行元件。其功用是将脉冲电信号变换为相应的角度位移或直线位移，即给一个脉冲电信号，电动机就转动一个角度或前进一步。转角控制电脉冲tt图1步进电机的功用驱动器步进电机控制电脉冲第一节步进电机分类2、步进电动机产品外形步进电机驱动器第一节步进电机分类2、步进电动机产品外形第一节步进电

3、机分类3、步进电动机分类步进电机在构造上有三种主要类型：1、反应式（VariableReluctance，VR）2、永磁式（PermanentMagnet,PM）3、混合式（HybridStepping,HS）。反应式永磁式混合式反应式结构第一节步进电机分类3、步进电动机分类反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这

4、种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。反应式永磁式混合式20世纪60年代后期，在步进电动机本体方面随着永磁材料的发展，各种实用性步进电动机也应运而生，而半导体技术的发展则推进了步进电动机在众多领域的应用。在近30年间，步进电动机迅速地发展并成熟起来。从发展趋向来讲，步进电动机已经能与直流电动机、异步电

5、动机、以及同步电动机并列，从而成为电动机的一种基本类型。我国步进电动机的研究及制造起始于本世纪50年代后期，从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品，这些产品以多段结构三相反应式步进电动机为主。70年代初期，步进电动机的生产和研究有所突破，除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电动机本体的设计研究发展到一个较高水平。70年代中期至80年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电动机不断被开发。自80年代中期以来，由于对步进电动机精确模型做了大量研究工作，各

6、种混合式步进电动机及驱动器作为产品广泛利用4、步进电动机的发展第一节步进电机分类步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台（毛孔定位），包装机（定长度）。打印机，汽车油门控制系统，扫描仪等。基本上涉及到定位的场合都用得到。5、步进电动机的应用领域第一节步进电机分类第二节步进电机结构和工作原理1、步进电机的结构第二节步进电机结构和工作原理1、步进电机的结构由定子和转子二大部分组成定子转子第二节步进电机结构和工作原理1、步进电机的结构－－定子第二节步进电机结构和工作原理1、步进

7、电机的结构－－定子第二节步进电机结构和工作原理2、步进电机的结构－－转子第二节步进电机结构和工作原理2、步进电机的结构－－转子(1)定子由硅钢片叠成，装上一定相数的控制绕组，由环行分配器送来的电脉冲对多相定子绕组轮流进行励磁；-第二节步进电机结构和工作原理3、步进电机的结构原理由用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构。转动1个齿，转角发生了90度变化。(2)转子-第二节步进电机结构和工作原理3、步进电机的结构原理定子上有六个均布的磁极，每个磁极上又有5个小齿，齿距相等，齿间夹角为9度转子上无绕组，只有均布的

8、40个小齿，定子磁极的齿与转子上的齿依次错开1/3齿距。第二节步进电机结构和工作原理4、步进电机的结构原理－－反应式第二节步进电机结构和工作原理5、步进电机的工作原理－－反应式依此轮流通电，转子就沿着A—B—C的方向旋转。从一相通电换接到另一相通电，转子转过一个步距角，称为一拍在一个循环周期内换接三次，称为三相单三拍运行动画如果通电方式按AB—BC—CA的顺序，每次接通两相绕组，称为三相双三拍运行。步距角也是30