我的步进电机详细分析.ppt

* 一、步进电机 1.典型步进电机控制系统的组成 2.步进电机驱动器的功能 3.步进电机及其驱动器在THJDAL-2上的应用 二、步进电机控制系统 1. 步进电机的概念 2.步进电机的结构 3.步进电机的工作 4.步进电机的控制方式和步距角 5.步进电机的主要参数 一、步进电机 1.步进电机是将电脉冲转换为角位移的开环元件。 通俗地讲 步进电机是一种，用于速度和位置精确控制的特种电机，它旋转是以固定的角度（称为步距角）一步一步运行的，故称为步进电机。 2.步进电机的结构 定子：硅钢片叠成，有磁极，上有绕组 转子: 硅钢片叠成 或 永磁体 齿状 定子：硅钢片叠成，有磁极，上有绕组 转子: 硅钢片叠成 或 永磁体 齿状 步进电机的结构 反应式步进电机的结构 定子铁心在内周有六个磁极，每个磁极上有5个小齿，齿中心距为9度，齿宽与齿间隔大小一样，径向的两个磁极组成一对磁极，定子铁心由冲制的硅钢片叠制而成。 转子上没有线圈，但在外圆周有40个小齿，齿中心距为9度，齿宽与齿间隔大小一样，转子铁心也由冲制的硅钢片叠制而成。 由于定子磁极上的小齿的齿宽与齿间隔与转子上的小齿一样，所以当定子的一对磁极小齿与转子小齿对齐时，另两对磁极小齿与转子小齿角度相差3度或-3度，见图3。 反应式步进电机多为三相线圈，本模型的三对磁极可绕三组线圈组成三相绕组。每相绕组轮流供电 3.步进电机的工作原理 定子上的各相绕阻依次得电时，产生不同方向的磁场，带动转子转动一个角度（步距角）。 结论： 转动角度与脉冲数有关 转动速度与脉冲频率有关 转动方向得电顺序有关 /cizudj/bujin-ddj1/bujinddjyl11.html 反应式步进电机的工作原理 反应式步进电机多为三相线圈，本模型的三对磁极可绕A、B、C三组线圈组成三相绕组。由脉冲信号发生器按照给定的设置不断向步进电机驱动器发送控制脉冲信号，驱动器又根据转动方向与运转状态向三相线圈供电（每输入一个脉冲信号切换一次供电状态），每一个控制脉冲电信号转子转动一步，每步转的角度称为步距角 图5是用三个开关晶体管向三个线圈供电的连接图：三个线圈的一端与电源正极相连，另一端分别与驱动器内三个开关晶体管连接，构成星形连接。每个时期仅有一个开关晶体管导通一个线圈通电，这是一种基本的也是常用的工作方式。 反应式步进电机的工作原理 图6为初始情况 第O拍，A相（黄色）线圈通电，此时转子被磁力吸引静止不动，见图7 第1拍，B相（绿色）线圈通电，见图8 ，磁通按最近的路径闭合，在磁力拉动下，转子开始向逆时针方向转动，由图8经图9转到图10，共转动3度。 第2拍，C相（红色）线圈通电，见图11。 反应式步进电动机是根据磁阻性质产生转矩工作的，遵循磁通总是沿磁阻最小的路径闭合的原理，由磁拉力形成转矩。 反应式步进电机的工作原理 第2拍， C相（红色）线圈通电，见图11 ，磁通按最近的路径闭合，在磁力拉动下，转子开始向逆时针方向转动，由图11转到图12，又转动3度，共转动6度。 第3拍，A相（黄色）线圈通电，见图13，在磁力拉动下，转子开始向逆时针方向转动，由图13转到图14，又转动3度，共转动3度。这时回到初始（第0拍）时的状态，同图7。 ………… 反转怎么通电？ 4.步进电机的控制方式和步距角 以三相步进电机为例，通电方式有： 三相单三拍：A→B→C→A 三相双三拍： AB→BC → CA → AB 三相六拍：A → AB → B → BC → C → C A→ A 若三相三拍 若三相六拍 步距角 m ――定子相数 Z ――转子齿数 K ――与控制方式有关，=通电拍数/定子相数 单：每次只有一相绕阻通电 双：每次有两相绕阻通电 拍：一个变化周期的状态数 5.步进电机主要参数 1.典型的步进电机控制系统的组成及各部分功能 二、步进电机控制系统 控制器： 提供脉冲信号和方向信号，由PLC或单片机承担。 步进电机驱动器： 将控制器输出的一串指令脉冲按照 一定的顺序和方式进行分配，控制各相绕组的通断电，并为步进电机提供功率电源。 工作过程演示： 细分驱动技术也叫微步驱动技术，是一种电流波型控制技术。它是控制每相绕阻电流的波型，使其阶梯上升或下降，即在0和最大值之间给出多个稳定的中间状态，定子磁场的旋转过程中也就有了多个稳定的中间状态，这样步进电机原来的一个步距便分成许多微步距来完成。 采用细分驱动技术可以大大提高步进电机的步距分辨率，减小转矩波动，避免低频共振及降低运行噪声。 2.细分驱动技术 对于两相步进电机,细分后电机的步距角等于电机的整步步距角除以细分数。 例如细分数设