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《步進電機結(jié)構(gòu)原理及選型步驟方法.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、SW非標機械設計學習資料系列精攻開物-青辰教育機械學院以下是我們在非標設備設計中對《步進電機選型計算》過程中整理需要用到的一些計算公式和資料，具體需要了解其計算方法和各種參數(shù)的選型計算方法的視頻教程，請加群進入直播課程和老師進行交流。詳情參見精攻開物教育官網(wǎng)（jxsb.jgkwedu.com）咨詢。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應用極為廣泛。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖
2、信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機是一種感應電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能像普通的直流電機，交流電機第23頁共23頁SW非標機械設
3、計學習資料系列精攻開物-青辰教育機械學院在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。步進電機也是一種位置控制電機，用于控制運動機構(gòu)的精確定位，基本適用于各種常規(guī)精度的場合。一、步進電機主要分類步進電機從其結(jié)構(gòu)形式上可分為反應式步進電機（VariableReluctance，VR）、永磁式步進電機PermanentMagnet,PM）、混合式步進電機（HybridStepping,HS）、單相步進電機、平面步進電機等多種類型,在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。步進電機的運行性能與控制方式
4、有密切的關系,步進電機控制系統(tǒng)從其控制方式來看,可以分為以下三類：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)在實際應用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中。反應式：定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、步距角小，可達1.2°、但動態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大，可靠性難保證。永磁式：永磁式步進電機的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。其特點是動態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大（一般為7.5°或15°）。混合式：混合式步進電機綜合了反應式和永磁式的優(yōu)點，其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永
5、磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復雜、成本相對較高。第23頁共23頁SW非標機械設計學習資料系列精攻開物-青辰教育機械學院按定子上繞組來分，共有二相、三相和五相等系列。最受歡迎的是兩相混合式步進電機，約占97%以上的市場份額，其原因是性價比高，配上細分驅(qū)動器后效果良好。該種電機的基本步距角為1.8°/步，配上半步驅(qū)動器后，步距角減少為0.9°，配上細分驅(qū)動器后其步距角可細分達256倍（0.007°/微步）。由于摩擦力和制造精度等原因，實際控制精度略低。同一步進電機
6、可配不同細分的驅(qū)動器以改變精度和效果。二、步進電機的優(yōu)缺點主要優(yōu)點1、電機旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)；2、電機停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當繞組激磁時）；3、由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性；4、優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應；第23頁共23頁SW非標機械設計學習資料系列精攻開物-青辰教育機械學院5、由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命；6、電機的響應僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本；7、僅僅將負載
7、直接連接到電機的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)；8、由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。主要缺陷1、如果控制不當容易產(chǎn)生共振；2、難以運轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速；3、難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩；4、在體積重量方面沒有優(yōu)勢，能源利用率低；5、超過負載時會破壞同步，高速工作時會發(fā)出振動和噪聲。三、步進電機的構(gòu)造及工作原理1、步進電機構(gòu)造步進電動機構(gòu)造上大致分為定子與轉(zhuǎn)子兩部分。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子1、轉(zhuǎn)子2、永磁磁鋼3部分構(gòu)成。此外，轉(zhuǎn)子已被軸向磁化，轉(zhuǎn)子1為N極時，轉(zhuǎn)子2則為S極。第23頁共23頁SW非標機械設計學習資料系列精攻開物-青辰教育機械
8、學院定子擁有10個小齒狀的磁極，皆繞有線圈。其線圈的對角位置的磁極相互連接著，通電時，線圈即會被磁化成同一極性。（例如對某一線圈進行通電后，對角線的磁極將磁化成S極或N極。）對角線的2個磁極形成1個相。而由于有A相至E相等5個相位，因此稱為5相步進電動機。轉(zhuǎn)子的外圈由50個小
