步进电机的原理及其使用1231

步进电机的原理及其使用制作人：孙加冉班级：机电 30801班学校：河北化工医药学院步进电机原理及使用说明 一、步进电机简介二、步进电机的分类三、 步进电机 的一些基本参数四、步进电机的特点五、步进电机的驱动电源六、感应子式步进电机工 作 原理七、感应子式步进电机十、 步进电机 的应用十一、其他说明十二、参考 文献 ：八、驱动控制系统 组成九、步进电机的选择一、步进电机简介v 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。二、步进电机的分类v1、应式步进电机（ VR）v2、永磁式步进电机（ PM）v3、混合式步进电机（ HB）v4、单相式步进电机三、步进电机的一些基本参数v1、步距角v 表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。真正的步距角和驱动器有关。v2、步进电机的相数v 是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同 3保持转矩 v 是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。 四、步进电机的特点v 1 、输出角与输入脉冲严格成正比，且在时间长同步。步进电机的步距角不受各种干扰因素，如电压的大小、电流的数值、波形的影响，转子的速度主要取决与脉冲信号的频率，总的位移量则取决与总脉冲数。v 2 、步进电机的转向可以通过改变通电顺序来改变。v 3 、转子惯量小，启、停时间短。v 4 、步进电机具有自锁能力，一旦停止输入脉冲，只要维持绕组通电机就可以保持在该固定位置。v 5、步进电机的步进角有误差、转子转过一定步数以后也会出现累计误差，但转子转过一转时间以后，其累积误差为零，不会长期积累。v 6、与计算机接口容易，维修方便，寿命长。步进电机本身就是一个数 /模转换器，能够直接接受计算机的输出的数字量。v 7、能量效率低，存在失步现象。五、步进电机的驱动电源v 1、步进电机应由专用的驱动电源来供电，由驱动电源和步进电机组成一套伺服装置来驱动负载工作。 v 2、步进电机的驱动电源，主要包括边频信号源、脉冲分配器和脉冲放大器等三个部分，如图 1 4所示。 六、感应子式步进电机工作原理反应式步进电机原理 v1、结构：v 电机转子均匀分布着很多小齿，v 定子齿有三个励磁绕阻，其几v 何轴线依次分别与转子齿轴线v 错开。 0、 1/3、 2/3 , v 2、旋转：v 如 A相通电， B， C相不通电时，由于磁场作用，齿 1与 A对齐，（转子不受任何力以下均同）。v 如 B相通电， A， C相不通电时，齿 2应与 B对齐，此时转子向右移过 1/3，此时齿 3与 C偏移为 1/3，齿 4与 A偏移（ -1/3） =2/3。v 如 C相通电， A， B相不通电，齿 3应与 C对齐，此时转子又向右移过 1/3，此时v 与 A偏移为 1/3对齐。v 如 A相通电， B， C相不通电，齿 4与 A对齐，转子又向右移过 1/3v3、力矩：v 电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量 ）当转子与定子错开一定角度产生力v F与（ d/d）成正比 v 其磁通量 =BrXS v F与 LXDXBr成正比v 力矩 =力 *半径v 因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。七、感应子式步进电机v1、特点 v (1)、应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。（ 2）、因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。 v2、分类v （ 1）、按相数可分为： 二相电机、三相电机、四相电机、五相电机 等。v （ 2）、按机座号（电机外径）可分为：42BYG(BYG为感应子式步进电机代号）、 57BYG、 86BYG、 110BYG、（国际标准） 八、驱动控制系统组成v 使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如下： v 1、脉冲信号的产生脉冲信号一般由单片v 机或 CPU产生，一般脉冲v 信号的占空比为 0.3-0.4左v 右，电机转速越高，占空v 比则越大。v2、信号分配v 应子式步进电机以二、四相电机为主，二相电机工作方式有二相四拍和二相八拍二种 。v3、功率放大v 功率放大是驱动系统最为重要的v 部分。 步进电机一经定型，其性v 能取决于电机的驱动电源。步进v 电机转速越高，力距越大则要求v 电机的电流越大，驱动电源的电v 压越高。电压对力矩影响如右：v 4、细分驱动器九、步进电机的选择v 步进电机有 步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流 三大要素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。v1、步距角的选择v2、静力矩的选择v3、电流的选择v综上所述选择电机一v般应遵循以下步骤：十、步进电机的应用v 1.步进电机主要用于一些有定位要求的场合。v 例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台（毛孔定位），包装机（定长度）。一般涉及到定位的场合都用得到。 v 2.广泛应用于 ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。 v 3.步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用， 最先进的步进电机混合式步进电机十一、其他说明v 有关低频振动、升降速、机械共振、工作往复运动的误差、平面圆弧 X、 Y插补误差以及其他问题。具体解决办法恕不便在此叙述，可咨询厂家，根据具体情况解决。v 不同厂家的电机在设计