步進(jìn)電機(jī)及調(diào)速

《步進(jìn)電機(jī)及調(diào)速》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、4.1進(jìn)給伺服系統(tǒng)的概述（1學(xué)時(shí)）4.2伺服電機(jī)及其調(diào)速（2學(xué)時(shí)）4.3位置檢測裝置（2學(xué)時(shí)）4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)的分析（1學(xué)時(shí)）第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)7/11/20214.2伺服電機(jī)及其調(diào)速一步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理二直流伺服電機(jī)及其調(diào)速三交流伺服電機(jī)及其調(diào)速7/11/2021一步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理步進(jìn)電機(jī)流行于70年代，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、維修方面，且控制為全數(shù)字化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，除功率驅(qū)動(dòng)電路之外，其它部分均可由軟件實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)。因此，這類系統(tǒng)目前仍有相當(dāng)?shù)氖袌?。目前步進(jìn)電機(jī)僅用于小容量、低速、精度要不高的場合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控、打

2、印機(jī)、繪圖機(jī)等計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。7/11/2021步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。步進(jìn)電機(jī)和一般電機(jī)不同，一般電機(jī)通電后連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而步進(jìn)電機(jī)則隨輸入的脈沖按節(jié)拍一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，稱為一步。每一步所轉(zhuǎn)過的角度叫做步距角。一步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理7/11/2021步進(jìn)電機(jī)的角位移量和輸入的脈沖數(shù)成正比。在時(shí)間上與輸入的脈沖同步。因此，只需要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電相序，便可以獲得所需要的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在無脈沖輸入時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在繞組電源激勵(lì)下，氣隙磁場能使

3、轉(zhuǎn)子保持原有的位置而處于定位狀態(tài)。一步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理7/11/2021步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)：定子轉(zhuǎn)子7/11/20211步進(jìn)電機(jī)的工作原理如圖所示，三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理圖。由轉(zhuǎn)子和定子組成。定子上有A、B、C三對(duì)磁極繞組，分別為A相、B相、C相。轉(zhuǎn)子是硅鋼片軟磁材料迭合成的帶齒廓形狀的鐵心。如果在定子上的三對(duì)繞組中通直流電流，就會(huì)產(chǎn)生磁場。B相通電A相通電C相通電7/11/2021BACBCABACBCABACBCA12341234逆時(shí)針回轉(zhuǎn)300逆時(shí)針回轉(zhuǎn)300當(dāng)A、B、C三對(duì)磁極的繞組依次輪流通電，則A、B、C三對(duì)磁極依次產(chǎn)生磁場吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)?！坍?dāng)

4、A相通電時(shí)，B相和C相不通電，電機(jī)鐵心的AA軸方向產(chǎn)生磁通，在磁拉力的作用下，轉(zhuǎn)子1、3齒與A相磁極對(duì)齊，2、4兩齒與B、C兩磁極相對(duì)錯(cuò)開3007/11/2021√當(dāng)B相通電時(shí)，C相和A相斷電，電機(jī)鐵心的BB軸方向產(chǎn)生磁通，在磁拉力的作用下，轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)300，2、4齒與B相磁極對(duì)齊。1、3兩齒與C、A兩磁極相對(duì)錯(cuò)開300√當(dāng)C相通電時(shí)，A相和B相斷電，電機(jī)鐵心的CC軸方向產(chǎn)生磁通，在磁拉力的作用下，轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)300，1、3齒與C相磁極對(duì)齊。2、4兩齒與A、B兩磁極相對(duì)錯(cuò)開300?若按ABC。。。通電相序連續(xù)通電，則步進(jìn)電機(jī)就連續(xù)地沿逆時(shí)針

5、方向轉(zhuǎn)動(dòng)，每換接一次相序，步進(jìn)電機(jī)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)300，即步距角為300。7/11/2021?若按ACB。。。進(jìn)行，則轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。上述通電方式稱為三相單三拍通電方式。所謂“單”是指每次只有一相繞組通電的意思?！獭耙慌摹薄獜囊幌嗤姄Q接到另一相通電稱為一拍?！獭叭摹薄恳慌霓D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，這樣“三拍”是指通電換接三次后完成一個(gè)通電周期。?三相六拍通電方式——即按AABBBCCCA相序通電。（見下圖）7/11/2021B相通電BC相通電C相通電AB相通電A相通電CA相通電工作原理：當(dāng)A相通電，1、3齒與A相磁極對(duì)齊。當(dāng)A、B兩相同時(shí)通電，因

6、A極吸引1、3齒，B極吸引2、4齒，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)150。隨著A相斷電，只有B相通電13A吸1、3兩齒A吸1、3兩齒B吸2、4兩齒B吸2、4兩齒B吸2、4兩齒C吸1、324C吸1、3A吸2、4C吸1、37/11/2021轉(zhuǎn)子又逆時(shí)針轉(zhuǎn)150，2、4齒與B相磁極對(duì)齊，如果繼續(xù)按BCCCAA。。。相序通電，步進(jìn)電機(jī)就沿著逆時(shí)針方向，以150的步距角一步一步移動(dòng)。這種通電方式采用單、雙相輪流通電，在通電換接時(shí)，總有一相通電，所以工作較平穩(wěn)。實(shí)際使用的步進(jìn)電機(jī)，一般都要求有較小的步距角，因?yàn)椴骄嘟窃叫∷_(dá)到的位置精度越高。以上所述，步進(jìn)電機(jī)的步距角大小不僅與通電方式

7、有關(guān)，還與轉(zhuǎn)子的齒數(shù)有關(guān)。計(jì)算公式為：mzk360=?m——定子勵(lì)磁繞組相數(shù)Z——轉(zhuǎn)子齒數(shù)K——通電方式，單為1，雙為27/11/20212步進(jìn)電機(jī)的分類?按運(yùn)動(dòng)方式分：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)式步進(jìn)電機(jī)?按工作原理分：反應(yīng)式（磁阻式）、電磁式、永磁式；?按結(jié)構(gòu)分：單段式（徑向式）、多段式（軸向式）?按使用場合分：功率步進(jìn)電機(jī)和控制步進(jìn)電機(jī)；?按相數(shù)分：三相、四相、五相、六相、八相等?按使用頻率分：高頻率和低頻步進(jìn)電機(jī)不同的步進(jìn)電機(jī)，其工作原理、驅(qū)動(dòng)裝置也不完全一樣。7/11/20213步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：（1）步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角與脈沖頻率嚴(yán)格成正比，所以控制輸入步進(jìn)

8、電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)就能控制位移量。（2）步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與