10步进电机结构及工作原理.pptxVIP

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行主讲教师：张燕自动化学院

目录CONTENT步进电机结构步进电机步距角计算反应式步进电机工作原理

1、步进电机结构

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行步进电机构造图转轴成平行方向的断面图

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行反应式步进电机主要由定子铁心、磁极、定子绕组、转子铁心等组成。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行

2、反应式步进电机工作原理

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行步进电动机结构原理图通过电机结构我们可以看到当A相定子齿和转子齿对齐，若和A相磁极中心对齐的转子齿为1号齿，因B相磁极与A相磁极差120°，且120°/9°=13（1/3），故转子齿不能与B相定子齿对齐，只有13号小齿靠近B相磁极的中心线，与中心线相差3°

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行给A相绕组通电时，转子位置如图所示，转子齿偏离定子齿一个角度。由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，因此对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转子转到与定子齿对齐位置，因转子只受径向力而无切线力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。总结：错齿是步进电动机旋转的根本原因

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行总结：错齿是步进电动机旋转的根本原因

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行ABCIAIBIC定子转子为了方便分析，我们以步进电机的简化结构（即定子没有分齿，转子上有4个齿）为例，分析步进电机的三种工作方式，继而认识步进电机的工作原理。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行单：每次只给一相绕组通电。双：每次给两相绕组通电。拍：从一种通电状态变为另一种通电状态，称为一拍。按照不同的通电方式，我们将看到步进电机的三种工作方式：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行CABBCA3412同理，B相通电时，转子会转过30?角，2、4齿和B、B′磁极轴线对齐；当C相通电时，转子再转过30?角，1、3齿和C′、C磁极轴线对齐。1C342CABBA

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。按A?B?C?A?……的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)转过90°(一个齿距角)。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行二、三相单双六拍按A?AB?B?BC?C?CA的顺序给三相绕组轮流通电。这种方式可以获得更精确的控制特性。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行CABBCA3412CABBCA3412A相通电，转子1、3齿与A、A对齐。A、B相同时通电，A、A磁极拉住1、3齿，B、B磁极拉住2、4齿，转子转过15?，到达左图所示位置。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行CABBCA3412B相通电，转子2、4齿与B、B′对齐,又转过15?。3412CABBCAB、C相同时通电，C、C磁极拉住1、3齿，B、B磁极拉住2、4齿，转子再转过15?。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下：A?AB?B?BC?C?CA，每个循环周期分为六拍。每拍转子转过15?（步距角），一个通电循环周期(6拍)转子转过90?(齿距角)。与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更小，更适用于需要精确定位的控制系统中。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行三、三相双三拍按AB?BC?CA的顺序给三相绕组轮流通电。每拍有两相绕组同时通电。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行AB通电CABBCA3412BC通电3412CABBCACA通电CABBCA3412与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循环周期也分为三拍。每拍转子转过30?(步距角)，一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。

机电一体化技术运动控制系统安装调试与运行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。

3、步进电机步距角计算

机电一体化技术