一步进电机剖析.ppt

控制电机部分 机电一体化职业技能培训 步进电机 一、步进电机简介 三、步进电机的三个中用概念 二、步进电机的工作原理及其特点 四、步进电机的驱动电源 五、步进电机的应用 一、步进电机简介1、简介 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件。 在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。 这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 2、系统构成： 步进 电机 脉冲分配器 脉冲放大器 脉冲信号输入 3、步进电机的结构 步进电机的内部结构 定子绕组 定子 转子 步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极 。 A B C 定子 转子 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。步进电机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。 二. 步进电动机工作原理及特点 2.1工作原理 下面将通过步进电机的工作方式来进一步阐述其工作原理： 步进电机的工作方式可分为： 三相单三拍、 三相单双六拍、 三相双三拍等。 这里我们会用到几个概念：步距角、相数、拍数。 步距角：表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。 相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。 。 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。 以四相电机为例，有四相双四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB 四相单双八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A A 相通电使转子1、3齿和 AA 对齐。 C A B B C A 3 4 1 2 2.2、三相单三拍 三相绕组中的通电顺序为： A 相 ? B 相 ? C 相 C A B B C A 3 4 1 2 同理，B相通电，转子2、4齿和B相轴线对齐，相对A相通电位置转30?；C相通电再转30?。 1 C 3 4 2 C A B B A 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?。此角称为步距角，用?S表示。 （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。 2.3、三相单双六拍 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。 C A B B C A 3 4 1 2 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。 C A B B C A 3 4 1 2 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?。 C A B B C A 3 4 1 2 B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15?。 2.4、三相双三拍 三相绕组的通电顺序为： AB ? BC ? CA ? AB 共三拍。 AB通电 C A B B C A 3 4 1 2 C A B B C A 3 4 1 2 BC通电 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 ?S = 30?。 CA通电 C A B B C A 3 4 1 2 三、步进电机的三个重要概念 一、转角由脉冲数产生 二、转速由脉冲频率产生 三、转向由方向信号决定