步进电机和其驱动控制系统.ppt

项目6 数控机床的伺服驱动系统;二．伺服驱动系统的分类;任务6.1 步进电机及其驱动控制系统;步进电动机是一种把电脉冲信号转换成角位移的电机。其转子的转角与输入的脉冲数成比，转子的转速与脉冲的频率成正比，转向取决于步进电机的各相通电顺序。并且保持电机各相通电状态就能使电机自锁。 但由于该系统没有反馈检测环节，其精度主要由步进电机来决定，速度也受到步进电机性能的限制。;（1）按定子独立绕组数分 两相、三相、四相、五相、六相步进电机。 步进电动机的相数：指定子上的独立绕组数。 （2）按转子性质分 反应式—转子无励磁（无绕组）、也非永磁铁。 永磁式—转子常为永久磁铁。;2、三相反应式步进电机结构;步距角α=3600/mZk 式中： m——定子相数 Z——转子齿数 k——整步或半步系数（整步为1、半步为2） 例如：图a中，m=3,Z=4,假如k=1，则α=3600/（3*4*1）=300 图b中，m=3,Z=40,假如k=1，则α=3600（3*40*1）=30;3、步进电机的工作原理 ;（1）三相单三拍;（2）三相双三拍;;4、步进电机的特点;环形分配器的作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲按照一定的顺序和分配方式加到功率放大器上，控制各相绕组的通电、断电。;（1）硬分配;脉冲分配器的输入、输出信号一般均为TTL电平，输出A、B、C信号变为高电平则表示相应的绕组通电，低电平则表示相应的绕组失电；CP为数控装置发出的一串脉冲信号，每一个脉冲信号的上升或下降沿到来时，则改变一次绕组的通电状态；DIR为数控装置发出的方向信号，其电平的高低即对应电动机绕组通电顺序的改变，即步进电动机的正、反转，FULL／HALF用于控制电动机的整步(对三相步进电动机即为三拍运行)或半步(对三相步进电动机即为六拍运行)。实用的环形分配器是集成化的专业电路芯片，这些芯片中通常包括环形分配器和功率放大等。;（2）软分配;软分配直接由数控装置中的控制软件实现脉冲分配，驱动装置只进行功率放大。 常用的是查表法。例如三相六拍工作方式，如果在A、B、C接口依次输出100 → 110 → 010 → 011 → 001 → 101 → 100- - - 步进电机正转，反之反转。;2、驱动放大电路;（1）高低压切???驱动电路 这种电路的特点是步进电动机的绕组每次通电时，首先接通高压，以保证电流以较快的速度上升，然后改由低压供电，维持绕组中的电流为额定值。;（2）恒流斩波驱动电路