第11章 步进电动机ppt课件.ppt

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1、第11章步进电动机11.1概述11.2反应式步进电动机的工作原理和基本特点11.3步进电动机的矩角特性和静态转矩11.4步进电动机的单步运行状态*11.5步进电动机的连续脉冲运行和动态特性*11.6电源及分配方式对电机性能的影响11.7步进电动机主要性能指标*11.8其它类型的步进电动机9/18/20211本章基本要求熟练掌握反应式步进电动机的基本结构和工作原理；掌握步进电动机的静态特性和矩角特性；掌握步进电动机的单步运行的动态特性；了解步进电动机连续脉冲运行的动态特性；掌握步进电动机的技术指标。第11章步进电动机9/18/20212第11章步进电动机11.1概述步进电动机是一种将输入

2、的数字脉冲信号转换成机械角位移或线位移的执行元件。是一种多相同步电动机。由专用的脉冲电源供电，每输入一个脉冲，就转过一个角度或前进一步，故称步进电动机。因输入既不是正弦交流，也不是恒定直流，而是脉冲电流，故又称脉冲电动机。9/18/20213按工作原理分为：反应式、永磁式和永磁感应子式。按运动方式有：旋转运动，直线运动和平面运动。按结构分：单段式和多段式。主要特点：位移量正比于输入的脉冲数，步距误差不积累;转速或线速度正比于脉冲频率，故改变频率可以方便地调速，且调速范围宽广;主要用于：开环系统，也可用于闭环系统：如经济型数控机床，绘图机，自动记录仪，钟表，打印机走纸机构等恒速装置。9/

3、18/20214步进电动机的优点:直接实现数字控制控制性能好无接触式抗干扰能力强误差不长期积累具有自锁能力(反应式)和保持转矩(永磁式)9/18/2021511.2反应式步进电动机的工作原理和特点11.2.1结构特点单段式又称径向分相式，是目前使用较多的结构形式。定子：总磁极数等于相数的两倍，每个磁极上都装有控制绕组，并接成m相(3～6相常用)，定子磁极的极面上有小齿。转子：沿圆周均布小齿，其齿距和齿形与定子小齿相同。单段式结构的优点：制造简单，精度容易保证，步距角可以做得较小，易得到较高的起动和运行频率。不足：断电后无定位转矩，消耗功率较大，直径小相数多，有时分相困难。9/18/20

4、2161423(1)定子(2)转子基本结构AXBYZC三相反应式步进电动机原理图9/18/20217步进电动机的典型结构XAZCBY9/18/2021811.2.2工作原理磁通的一个性质：尽量把自己收缩到最短，使之所经过的路径磁阻最小。1.以3相6极为例：m=3(三相)p=1(每相一对极)ZR=4(转子4个齿)转子在磁拉力作用下顺时针转动。AXBYCZ1234AXBYCZ1234AXBYCZ123430o30oAXBYCZ412330o30o30oAXBYCZ123430oAXBYCZ1234按ABC的顺序通电，A→BB↓CA←C9/18/20219AXBYCZ123430o30oAX

5、BYCZ412330o30o30oAXBYCZ123430oAXBYCZ1234A→B每一步转过的机械角度称为步距角，用b表示。一个通电循环转过一个齿距！若通电顺序相反，则转向相反:按ACB将逆时针旋转。234130oAXBYCZA↓CC→BAXBYCZ234130o30o9/18/2021102.运行方式(1)上述运行方式称为“三相单三拍”(2)若每次有两相绕组通电，则称为“三相双三拍”运行方式。三相控制绕组(m=3)每次有一相绕组通电切换电源为“拍”。“三拍”指切换三次电源完成一个供电循环。AXBYCZ1234AXBYCZ123415oABBCCAAXBYCZ123415o30o

6、一个通电循环转过一个齿距！A15o30o30o30oAB→BC9/18/202111(3)“三相六拍”运行方式将“单三拍”和“双三拍”通电方式组合起来，可使三相绕组有六种不同的通电状态：一个通电循环也转过一个齿距！AABBBCCCA15o15o15o15o15o15oAXBYCZ1234AXBYCZ123415oA→ABAB→BB→···AXBYCZ123415o15o9/18/202112综上所述同一台步进电动机可以采用不同的供电方式；一个通电循环转过一个齿距角。每个齿距在空间所占的角度，即齿距角：齿数ZR越多，齿距角t越小。一个通电循环为三拍时，步距角b=30o；一个通电循环为

7、六拍时，步距角b=15o。步距角b=齿距角t∕拍数N齿距角t越小、N越多,步距角b越小。t=360oZR=90o9/18/2021133.实用的步进电动机通常为3～6相，每相一对极(p=1),大型的每相多对极。定、转子有很多小齿，故b是很小。当某相的定、转子齿对齐时，其相邻两相极下的定、转子齿错开应(1/m)齿距角，以便为下一相的齿能吸引做准备。ABCDA'qt41qt21qt41qt9/18/202114当A相对齐时，与A相相邻