电机拖动与电气控制-项目13 步进电动机及其应用.pptxVIP

项目13 步进电动机及其应用模块三 其他类型电机的运行与应用《电机拖动与电气控制》课程13.1 三相反应式步进电动机的结构及工作原理 目录页 PAGE OF CONTENT01知识点导入02知识点学习 知识点导入1定义：步进电机是一种把电脉冲转换成相应角 位移或直线位移的电机。每当输入一个 电脉冲，步进电机就前进一步，其角位 移或线位移与脉冲数成正比，电机转速 与脉冲频率成正比，因此步进电机又称 为脉冲电机。分类：根据励磁方式的不同，步进电动机分为 反应式、永磁式和感应子式（又叫混合 式），根据相数可分为单相、两相、三 相和多相等。 知识点学习21、三相反应式步进电动机的结构反应式步进电动机主要由定子和转子构成。 定子上嵌有多相星形联结的控制绕组。三相、四相、五相步进电机分别有三个、四个、五个绕组，由专门的电源输入电脉冲信号。 转子的主要结构是磁性转轴。 知识点学习2 2、三相六拍反应式步进电动机的工作原理“相序”：定子绕组由专门的电源输入电脉冲信号，并且按一定的通 电顺序工作，这个通电顺序称为步进电机的“相序”。工作原理：当定子中的绕组在相序信号作用下，有规律的通电、断 电工作时，转子周围就会有一个按此规律变化的磁场， 电磁力作用在转子上，使转子转动。“拍”：控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍。比如从A相通电 切换到B相通电状态就称为一拍。 知识点学习2步距角：步进电机每改变一次通电状态（一拍）转子所转过的角度称 为步距角。 式中， —转子齿数； —通电节拍。由上式可知，转子齿数越多，步进电动机的步距角越小，位置精度越高。 如果三相步进电动机按A—AB—B—BC—C—CA—A方式通电，则一个通电周期共换接六次，故称为三相六拍。步进电动机的转速为： THANK YOU 项目13 步进电动机及其应用模块三 其他类型电机的运行与应用《电机拖动与电气控制》课程13.2 步进电动机的控制与应用 目录页 PAGE OF CONTENT01知识点导入02知识点学习 知识点导入1驱动电源的组成：步进电动机的驱动电源由脉冲信号源、脉冲分配器和功率 放大器三个基本环节组成。脉冲信号源：产生一系列脉冲信号。根据使用要求，脉冲信号源可以是一个 频率连续可调的多谐振荡器等受控脉冲源，也可以是恒定频率 的晶体振荡器，还可以是计算机或其它数控装置给出的一系列 控制脉冲信号源。脉冲分配器：根据控制要求按一定的逻辑关系对脉冲信号进行分配。功率放大电路：实际上是功率开关电路。 知识点学习21、步进驱动器 一般控制脉冲信号都很弱，必须经过功率放大器才能驱动步进电动机，可见驱动电路性能的好坏在很大程度上将影响步进电动机的功能发挥。 目前，应用较多的步进驱动主要有：高低压驱动、恒流斩波驱动、调频调压驱动、细分控制驱动。在工业中广泛应用高低压驱动和恒流斩波驱动。 知识点学习2（1）高低压驱动（a）电路原理图（b）波形图 采用高低压驱动的优点是脉冲前沿变陡，电动机的转矩、启动和运行频率得到提高，功耗小。缺点是运行中有电流波动。 知识点学习2（2）恒流斩波驱动（a）电路原理图（b）波形图 恒流斩波驱动的优点是效率高，主电源电路幅值和波形调整方便，开关管所承受电压不超过电源电压。缺点是由于功率管通断斩波，电流的锯齿波会产生较大的电磁噪声。 知识点学习2 2、环形分配器 控制系统输出的一系列脉冲不能直接经功率放大器后驱动步进电动机某一相绕组，必须进行环行分配，使得步进电动机绕组按照一定的时序通、断电。 工业上使用的步进驱动器，先将输入信号通过光电耦合器隔离，再送给环形分配器。这样，用户在使用时不管输入信号为高电平或低电平脉冲都可以起作用，同时又解决了控制信号和步进驱动共地问题、电源隔离接口问题，提高了抗干扰性能。 带光电耦合器的步进驱动控制方框图 知识点学习23、步进电动机的应用 步进电动机是用脉冲信号控制的，步距角和转速大小不受电压波动和负载变化的影响，也不受各种环境条件诸如温度、压力、振动、冲击等影响，而仅仅与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的高低可以大范围地调节电机的转速。 现今，步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中。如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等。 知识点学习2数模转换装置数控机床 知识点学习2计算机外围设备自