第3章步进电机传动控制newppt课件.ppt

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1、第三章步进电动机传动控制步进电动机传动控制特点:(1)总位移量取决于总脉冲数；(2)转子运动的速度取决于脉冲信号的频率；(3)转子转动的方向取决于脉冲信号的顺序。机理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。步进电动机传动控制种类：分为励磁式和反应式两种。区别：励磁式步进电机的转子上有励磁线圈反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。应用：步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动绘图仪等设备中都得到应用。下面以反应式步

2、进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。步进电动机传动控制脉冲分配器功放电路三相步进电机负载放大器电源分配器电源功放电路功放电路功率放大器步进脉冲方向信号ABC步进电动机驱动系统框图步进电动机的结构步进机主要由两部分构成：定子和转子。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软磁性材料做成凸极结构。定子转子定子绕组三相反应式步进电动机的结构简图步进电动机的结构定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进机通的是直流电脉

3、冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。U1V1定子转子IUIVIWU2V2W2W1三相反应式步进电动机步进电动机的工作原理给U相绕组通电时，转子位置如图（a），转子齿偏离定子齿一个角度。由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，因此对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转子转到与定子齿对齐位置时(图b)，因转子只受径向力而无切线力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。由此可见：错齿是助使步进电机旋转的根本原因。（a）（b）三相绕组中的通电顺序为：U相V相W相U相通电，U方向的磁通经转子形成闭合回路

4、。若转子和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转子被磁化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。U相通电使转子1、3齿和U相对齐。W1V1V2W2U13412U2通电方式——单相轮流通电方式U13412同理，V相通电，转子2、4齿和V相轴线对齐，相对U相通电位置转30；W相通电再转30。1W2342W1U2V1V2U1W2V2V1W1U2W1V1V2W2U12341U2U相通电使转子2、4齿和U相对齐。U相V相W相U相W1V1V2W2U1

5、3412U2U相V相U12341W2V2V1W1U2U相V相W相U相V相4W2231W1U2V1V2U1U相V相W相U相V相W相W1V1V2W2U11234U2U相V相W相U相V相W相U相4W2231W1U2V1V2U1U相V相W相U相V相W相U相V相3W2124W1U2V1V2U1U相V相W相U相V相W相U相V相W相W1V1V2W2U14123U2U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相U14123W2V2V1W1

6、U2U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相V相2W2413W1U2V1V2U1U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相V相W相U相W1V1V2W2U13412U2步进电动机以一种通电状态换到另一种通电状态就叫做一”拍”。这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。三相单三拍的特点：（1）每来一个电脉冲，转子转过30。此角称为步距

7、角。（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。通电方式——三相单双六拍三相绕组的通电顺序为：UUVVVWWWUU共六拍。工作过程：U相通电，转子1、3齿和U相对齐。W1V1V2W2U13412U2所以转子转到两磁拉力平衡的位置上(UV两定子磁极对称的中心)。相对U1U2通电，转子转了15°。（1）V1V2磁场对2、4齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针方向转动。（2）U1U2磁场继续对1、3齿有拉力。U、V相同时通电W1U2V1V2W2U13412W1V1V2

8、W2U13412U2U相通电总之，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。W1U2V1V2W2U13412V相通电，转子2、4齿和V相对齐，又转了15。通电方式——三相双三拍三相绕组的通电顺序为：UVVWWUUV共三拍。UV通电W1U2V1V2W2U13412VW通电W1U2V1V2W2U13412以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。工作方式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转30，即步距角=30。WU通电通电方式