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第六章 步进电动机 张若凤 三、步进电动机的主要技术指标与运行特性 1、步距角与静态步距误差 ?b=iαmin 步距误差：理想的步矩角与实际的步矩角之差。 1、最大静转矩： P103 步进电动机在一个脉冲的作用下， 转过一个相应的步距角， 因此只要控制一定的脉冲数， 即可精确控制步进电动机转过的相应的角度。 但步进电动机的各绕组必须按一定的顺序通电才能正确工作， 这种使电动机绕组的通断电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的过程称为环形脉冲分配。  实现环形分配的方法有两种。 一种是计算机软件分配， 采用查表或计算的方法使计算机的三个输出引脚依次输出满足速度和方向要求的环形分配脉冲信号。 这种方法能充分利用计算机软件资源，减少硬件成本， 尤其是多相电动机的脉冲分配更能显示出这种分配方法的优点。 但由于软件运行会占用计算机的运行时间， 因而会使插补运算的总时间增加， 从而影响步进电动机的运行速度。 另一种是硬件环形分配， 采用数字电路搭建或专用的环形分配器件将连续的脉冲信号经电路处理后输出环形脉冲。 采用数字电路搭建的环形分配器通常由分立元件（如触发器、 逻辑门等）构成， 特点是体积大， 成本高， 可靠性差。 专用的环形分配器目前市面上有很多种， 如CMOS电路CH250即为三相步进电动机的专用环形分配器， 它的引脚功能及三相六拍线路图如图6-18所示。 三、使用步进电动机应注意的问题 （1）P109 6---3 步进电动机传动与控制 一、步进电动机的升降速控制 步进电动机的转速 二、步进电动机的步距角细分 脉冲个数越多，步距角越小，叫步距角细分 三、使用步进电动机应注意的问题 1、低频起动，降频停车 2、避免负载突变 3、发生失步时首先检查负载是否过大，电源电压是否正常，在检查驱动电源。 4、选择先进的驱动电源。 四、步进电动机在数控机床中的应用 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式： ? —步距角 Zr —转子齿数 m —每个通电循环周期的拍数 实用步进电机的步距角多为3?和1.5? 。为了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的，如教材图10.4.4所示。图中转子表面有40个齿， 齿距角是9?；定子仍是 6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿。 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。 应用： 数控装置 步进 电动机 电位器 放大器 液压缸 机械手 电液 伺服阀 步进电动机根据数控装置发出的指令带动电位器的动触电转动，使其偏离中点产生电位差，经放大后 控制伺服阀的开口量，压力油经阀口进入油缸，使机械手按照存储在数控装置中的指令动作。 返回 上一页 下一页 几种步进电动机外形 步距角 最大工作频率：在转子不失步的情况下，电动机连续工作时，输入脉冲信号的最大频率。 最大突跳频率：在转子不失步的情况下，电动机能增加和减小的最大频率。 步距差：理想的步矩角与实际的步矩角之差。 输出转矩：电动机轴上的输出转矩的大小 步进电动机的输出转矩与脉冲频率的函数关系称为矩频特性。 6--2 步进电动机的驱动电源及环形分配器 一、驱动电源的组成 脉 冲 分 配 器 功放电路 三 相 步 进 电 机 负载 功率电源 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 A B C 脉冲分配器+功率放大电路 1. 脉冲分配器 当方向电平为低时，脉冲分配器的输出按A-B-C的顺序循环产生脉冲。 当方向电平为高时，脉冲分配器的输出按A-C-B的顺序循环产生脉冲。 2.功率放大器 将脉冲分配器的输出信号进行电流放大后给电动机的定子绕组供电，使电动机的转子产生输出转矩。 二、步进电动机的脉冲分配器 步进电动机的脉冲分配器可由硬件或软件方法来实现。 硬件环形分配器：由计数器等数字电路组成的。有较好的响应速度，且具有直观、维护方便等优点。 软件环分：由计算机接口电路和相应的软件组成的。受到微型计算机运算速度的限制，有时难以满足高速实时控制的要求。 1.硬件环形分配器 图 6-17 开环步进电动机控制系统框图 图6-18 环形分配器CH250引脚图 (a) 引脚功能； (b) 三相六拍线路图 图6-18 环形分配器CH250引脚图 (a) 引脚功能； (b) 三相六拍线路图 2．软件环形分配 软件环分的方法是利用计算机程序来设定硬件接口的位状态，从而产生一定的脉冲分配输出。 1