步进电动机传动控制ppt课件.ppt

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1、4.3步进电动机传动控制4.3.1步进电动机的工作原理4.3.2步进电动机的环形分配器4.3.3步进电动机的驱动电路4.3.4步进电动机的运行特性及使用4.3.5步进电动机的控制步进电动机对步进电动机施加一个电脉冲后，其转轴就转过一个角度，称为一步。脉冲数增加，直线或角位移随之增加；脉冲频率高，则电动机旋转速度就高；改变分配脉冲的相序，电动机便逆转。4.3.1步进电动机的工作原理区别步进电机普通电机运动形式步进连续驱动电源脉冲电压正弦交流或直流概念：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。差

2、别：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。步进电动机、驱动电源和控制器构成步进电动机传动控制系统。产生电脉冲信号将电脉冲信号按一定的顺序加到电动机的各相绕组上CNC环形分配器步进电动机功率放大器指令脉冲n电源步进电动机齿轮箱步进电动机的优点控制特性好：误差不长期积累；步距值不受各种干扰因素的影响。步进电动机的转子运动的速度主要取决于脉冲信号的频率，总位移量取决于总的脉冲信号数；故它作为伺服电动机应用于控制系统时，往往可以使系统简化，工作可靠，而且可获得较高的控制精度，在多数情况下，可以代替交

3、、直流伺服电动机。步进电动机的应用在机械、电子、纺织、轻工、化工、石油、邮电、冶金、文教和卫生等行业，特别是在数控机床上都获得越来越广泛的应用。本章从应用的角度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等。4.3.1.1步进电动机的结构与工作原理4.3.1步进电动机的工作原理1．结构特点由定子和转子两大部分组成。定子由硅钢片叠成，装上一定相数的控制绕组；转子用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构；转子本身没有励磁绕组的叫做“反应式步进电动机”；用永久磁铁

4、做转子的叫做“永磁式步进电动机”。定子有6个磁极，每两个相对的磁极上绕有一相控制绕组。转子上装有4个凸齿。2、工作原理A-B-C-AA相通电，B、C相不通电——转子齿1和3与A对齐。而B、C两相的定、转子齿各错开30°B相通电，A、C相不通电——转子齿2和4与B对齐，转子顺时针方向旋转30°C相通电，A、B相不通电——转子齿1和3与C对齐，转子又顺时针方向旋转30°CA'BB'C'A34121C'342CA'BB'ACA'BB'C'A3412A相通电B相通电C相通电结论：当通电顺序为U—V—W—U时，转子便按

5、顺时针方向一步一步地转动。每换接一次，则转子前进一步，一步所对应的角度称为步距角(30°)。电流换接三次，磁场旋转一周，转子前进一个齿距的位置，一个齿距所对应的角度称为齿距角(此例中转子有四个齿，齿距角为90°)。换向：只要改变通电顺序，如U-W-V-U。转一圈所需步数：3×4=m×z。（2）通电方式步进电动机的转速既取决于控制绕组通电的频率，又取决于绕组通电方式。1)单相轮流通电方式：“单”是指每次切换前后只有一相绕组通电，这种通电分配方式叫做m相单m状态；步进电动机以一种通电状态转换到另一种通电状态就叫做

6、一“拍”。上例就是单相轮流通电方式，即三相单三拍通电，步距角为30°。特点：电动机工作的稳定性较差，容易失步。m相，z个齿的步进电动机，转一转所需步数为mz2)双相轮流通电方式“双”是指每次有两相绕组同时通电这种通电分配方式叫做m相双m状态，按照UV—VW—WU—UV称为三相双三拍通电，步距角为30°。特点：由于两相通电，力矩就大些，定位精度高而不易失步。步进电动机每转步数亦为mz步。三相绕组的通电顺序为：ABBCCAAB共三拍。AB通电CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412BC通电工作方

7、式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转30，即S=30。CA通电CA'BB'C'A3412三相绕组的通电顺序为：AABBBCCCAA共六拍,称为三相六拍通电。ABC123456123456ABC123123三相单三拍3)单双相轮流通电方式是单和双两种通电方式的组合应用，这种通电分配方式叫做m相2m状态，转一转所需步数为2mz步。三相绕组的通电顺序为：AABBBCCCAA共六拍。工作过程：A相通电转子1、3齿和A相对齐。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412A

8、B相通电AB齿对转子都有拉力所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA'通电，转子转了15°。（1）BB'磁场对2、4齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针方向转动。A、B相同时通电（2）AA'磁场继续对1、3齿有拉力。CA'BB'C'A3412总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为15。CA'BB'C'A3412B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。CA'BB'C'A3