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超声电机行星减速器促动器的设计.doc

超声电机行星减速器促动器的设计【优秀减速器传动器机械全套课程毕业设计含14张CAD图纸】

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超声电机行星减速器促动器的设计【优秀减速器传动器机械全套课程毕业设计含14张CAD图纸】.rar

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A0超声电机行星减速器促动器装配.dwg

促动器机箱A1图.dwg

促动器机箱底板A3.dwg

减速器与电动缸缸连接轴A3.dwg

电动缸传动轴A3.dwg

电动缸固定板A3.dwg

电动缸套筒A2.dwg

电动缸密封压盖A3.dwg

电动缸拉杆A3.dwg

电动缸拉板A3.dwg

电动缸螺母A3.dwg

电动缸轴承止退螺母A3.dwg

电动缸顶杆螺帽A3.dwg

超声电机连接轴2比1A3.dwg

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关键词：: 超声电机机电行星减速器促动器机械设计减速器传动机械课程毕业设计超声电机行星减速器促动器的设计

资源描述：

超声电机星型减速器传动器的设计

超声电机行星减速器促动器的设计【优秀减速器传动器机械全套课程毕业设计含14张CAD图纸】

【带任务书+开题报告+外文翻译】【34页@正文11600字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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开题报告1.doc

超声电机行星减速器促动器的设计.doc

A0超声电机行星减速器促动器装配.dwg

促动器机箱A1图.dwg

促动器机箱底板A3.dwg

减速器与电动缸缸连接轴A3.dwg

电动缸传动轴A3.dwg

电动缸固定板A3.dwg

电动缸套筒A2.dwg

电动缸密封压盖A3.dwg

电动缸拉杆A3.dwg

电动缸拉板A3.dwg

电动缸螺母A3.dwg

电动缸轴承止退螺母A3.dwg

电动缸顶杆螺帽A3.dwg

超声电机连接轴2比1A3.dwg

任务书

题目超声电机星型减速器传动器的设计

主要研究目标或研究内容)研究内容：

1.技术领域:本装置涉及到一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器，属电动执行器技术领域。

2.背景技术:大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减5倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用电动执行器，与其他电动执行器相比其具有以下特点：1.功率重量比大；2. 定位精度高；3. 承受侧向力 4.可靠性高；5. 防水防尘 6. 防电磁辐射；7.掉电可自锁；8.能通过现场总线控制。由于国内现有电动执行器无法满足上述设计要求，因此有必要重新设计一台射电望远镜主反射面主动调整用电动执行器。

新型电动执行器的设计实践是巩固和深化大学生所学知识，提高他们理论综合分析和设计能力的一种行之有效的方法。通过设计可以培养学生在工程设计中包括结构分析、参数拟定、传动设计、强度计算等能力。

3.传动器技术要求：

a)传动形式：直线式

b)有效行程：60 mm

c)最大行程：60 mm

d)额定出力（N）：350

e)额定速度（mm/sec）：0.3

f)定位精度（mm）：≤±0.05（负载不变的情况下）

g)内部防转机构：有

h)防护等级：IP67

i)使用温度范围（℃）：-40 - +60

j)抗侧向负载能力（N）：≥6000

k)垂直破坏负载力（N）：≥8000

课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）目标：培养学生具有独立完成较复杂的电动传动器的能力。

要求：

1. 分析题目和设计技术要求，查阅18篇以上的相关文献资料。

2. 图纸量不少于3张A0（至少1张中等难度的计算机绘图、1号图幅量的手工绘图）装配和零件图总量。验算设计参数并进行主要有零部件的强度校核；

3. 英文翻译一篇、撰写12000字的毕业设计论文、开题报告各一份。

进度计划第3周 ~ 第 5周查阅资料，撰写开题报告

第 6周 ~ 第11周进行结构分析，确定设计方案；对传动系统进行设计、计算，并对重要零部件进行安全与疲劳校核，最后绘制传动器零件图及装配图。

第12周 ~ 第14周完善设计，审查图纸，翻译外文文献，写设计说明书(论文)，写中文摘要并翻译。

第15周毕业设计论文定稿，打印。

第16～17周：答辩。

主要参

考文献1）机械设计课程设计于惠力等科学出版社，2007?

2) 机械设计课程设计杨光等高等教育出版社 2010

3) 简明机械设计手册宋宝玉等哈尔滨工业大学出版社2008?

4) 机械设计手册．第3卷：机械零部件设计(轴系、支承与其他),?机械工业出版社，2010

5) 机械设计手册：单行本．减速器和变速器机械设计手册编委会[编]?机械工业出版社，2007

6) 机械设计课程设计图册向敬忠等化学工业出版社 2009?

7) 机械设计课程设计手册张龙国防工业出版社，2006

8) 机械原理（第六版）孙桓主编，北京：高等教育出版社， 2001年

超声电机行星减速器促动器的设计

摘要

射电望远镜是人们了解宇宙天空的奥秘的强力工具，而射电望远镜的主反射面通常拥有300米或者更大的口径，促动器的设计目的就是准确方便的调整主反射面。良好的的促动器设计方案关系到射电望远镜的制作成本、使用寿命、维护保养等性能指标。

本文的主要内容是针对促动器的机械传动系统的设计分析，研究设计了电机、减速器、滚珠丝杠、箱体结构及其他零部件配合的促动器设计方案。对射电望远镜的促动器设计选择有着良好的参考意义。

本次设计研究方向：

1.选择超声电机作为本促动器的驱动装置，结合超声电机的优点，来对传统的促动器进行优化改良，并根据设计要求进行电机型号选择。

2.根据促动器的传动要求，选择行星减速器来调整传动系统的中的转速与扭矩。

3.滚珠丝杠副做为促动器的核心传动装置的优点，计算滚珠丝杠的转速及尺寸。

4.设计促动器的各零部件的配合。

关键词：超声电机，滚珠丝杠，行星减速器，结构优化

The design of the ultrasonic motor actuators planetary reducer

Ultrasonic motor

ABSTRACT

Radio telescope is the useful tool for the people to understand the mysteries of the universe the sky?.And radio telescope main reflector is usually have 500 meters or a larger diameter.so a good actuator design is important，It is related to the production of a radio telescope cost, service life, maintenance of performance indicators.

The main content of this paper is the design of mechanical transmission system for actuator analysis, research design and the motor, reducer, ball screw, the actuator of structure and other parts of the design. The design of the actuator with radio telescopes choice has a good reference significance.

In this paper, This design research direction:

1. Choose ultrasonic motor as the actuator drives, combined with the advantages of ultrasonic motor, to optimize the traditional actuator, and motor type selection is made according to the design requirements.

2.?According to the requirements of the actuator drive, select the planet reducer transmission system to adjust the rotate speed and torque

3. The core of the ball screw vice as actuator transmission device, the advantages of calculation of the ball screw rotation speed and size.

4. The design of the component parts of the actuator.

Key words: ultrasonic motor, ball screw, planetary gear reducer, structure optimization

目　录

前　言1

第1章绪论3

1.1 智能促动器的研究动态及选题意义3

1.1.1 国内外研究3

1.1.2 选题意义4

第2章传动方案的设计6

2.1 拟定传动方案6

2.1.1 运动简图6

2.1.2 分析和选择传动机构8

2.2 选择电动机8

2.2.1 选择电动机的类型和结构型式8

2. 3 传动装置的总传动比与各级传动比分配11

2. 4 促动器的运动及计算参数13

第3章滚珠丝杠副的设计及计算14

3.1滚珠丝杠副14

3.2 滚珠丝杠副的设计与计算15

3.3 滚珠丝杠副的承载能力计算17

3.3.1滚珠丝杠副的额定动载荷计算17

3.3.2 滚珠丝杠副的额定静载荷的计算18

3.4稳定性验算18

3.5滚珠丝杠副的轴的强度校核19

第4章促动器其他零件的设计24

4.1 电动缸的设计24

4.1.1 电动缸的特点24

4.1.2电动缸的组成24

4.2 促动器箱体的设计25

结　论27

谢辞28

参考文献29

前　言

1609年伽利略制造了世界上第一台望远镜，这个简单的小东西是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜。当它被指向天空时，天文学进入了望远镜时代。

322年后，在美国贝尔实验室出现了能够接收到银河系中心的无线电波的的天线阵，尔后美国人哥鲁特·雷柏制造了一架半径为4.95米的大型天线，并于1939年接受到来自银河系中心的无线电波，从此第一架射电望远镜诞生。接下来的近一个世纪的时间里，射电望远镜在不断的发展，为人类了解太空，认识宇宙做出了巨大的贡献。在宇宙面前，人类始终是渺小的存在，但是正是有了射电望远镜，我们才了解到自我的渺小。我国也在1960年开始设计建造了第一批射电望远镜，例如在上海和乌鲁木齐分别建有25m口径的射电望远镜，首都超过50m半径的大型射电望远镜，以及不久前上海佘山的65m口径的望远镜。随着对太空探索的需求，射电望远镜的口径越来越大。比如德国的超过一百米的射电望远镜，甚至美国的300m以上的阿类西厄射电望远镜等。但是设计的反射面越来越大的，射电望远镜受到自身重量、风力和温度等因素的影响，主反射面会偏离抛物面的形状，这也会严重降低射电望远镜的效率。其高频率更会衰减5倍以上严重影响到科学家的工作，因此我们会把射电望远镜切割成三角形、四边形等许多小块。然后用用一种促动器进行调节，用促动器来补偿这种偏差。

参考文献

【1】于惠力等机械设计课程设计科学出版社，2007?

【2】杨光等机械设计课程设计高等教育出版社 2010

【3】宋宝玉等简明机械设计手册哈尔滨工业大学出版社2008?

【4】机械设计手册．第3卷：机械零部件设计(轴系、支承与其他),?机械工业出版社，2010

【5】机械设计手册：单行本．减速器和变速器机械设计手册编委会[编]?机械工业出版社，2007

【6】向敬忠等机械设计课程设计图册化学工业出版社 2009?

【7】张龙机械设计课程设计手册国防工业出版社，2006

【8】孙桓机械原理（第六版）北京：高等教育出版社， 2001

【9】饶振纲等滚珠丝杠副及自锁装置国防工业出版社，2004

【10】程光仁等滚珠螺旋传动设计基础机械工业出版社，2002

【11】沈允文等谐波齿轮传动的理论和设计机械工业出版社，2007

【12】王昆等机械设计基础课程设计高等教育出版社，2013

【13】詹迪维 SolidWorks机械设计教程2012 机械工业出版社，2012

【14】蒲良贵等机械设计第九版高等教育出版社，2013

【15】孙小捞等 AutoCAD2007中文版基础教程化学工业出版社，2012

【16】何永熹等机械精度规范学(第二版) 北京理工大学出版社，2012

【17】马玉录等机械设计制作及其自动化专业英语化学工业出版社，2012

【18】王旭等机械设计课程设计机械工业出版社，2006

【19】文朴等机械设计机械工业出版社， 2001

A0超声电机行星减速器促动器装配.gif

促动器机箱A1图.gif

促动器机箱底板A3.gif

电动缸传动轴A3.gif

电动缸顶杆螺帽A3.gif

电动缸固定板A3.gif

电动缸拉板A3.gif

电动缸拉杆A3.gif

电动缸螺母A3.gif

电动缸密封压盖A3.gif

电动缸套筒A2.gif

电动缸轴承止退螺母A3.gif

减速器与电动缸缸连接轴A3.gif

内容简介：: 洛阳理工学院毕业设计（论文）任务书填表时间： 2015 年 3 月 5 日（指导教师填表）学生姓名骆开阳专业班级 B110208 指导教师杨奎民课题类型科研题目超声电机星型减速器传动器的设计主要研究目标 (或研究内容 ) 研究内容： 1.技术领域 :本装置涉及到一种新型电动执行器，尤其涉及大型射电望远镜主反射面主动调整系统中使用的专用电动执行器，属电动执行器技术领域。 2.背景技术 :大型射电望远镜由于自身重量及风载的影响，其主反射面会偏离标准抛物面形状，这会严重降低射电望远镜的效率，其高频效率更会衰减 5 倍以上。为了提高其高频工作效率，需要将其主反射面切割成许多小块，每一块由一台电动执行器控制，利用电动执行器的主动运动来补偿主反射面的变形量，这种技术称之为主反射面主动调整技术。该系统的核心就是主反射面主动调整用电动执行器，与其他电动执行器相比其具有以下特点： 1.功率重量比大； 2. 定位精度高； 3. 承受侧向力 4.可靠性高； 5. 防水防尘 6. 防电磁辐射； 7.掉电可自锁； 8.能通过现场总线控制。由于国内现有电动执行器无法满足上述设计要求，因此有必要重新设计一台射电望远镜主反射面主动调整用电动执行器。新型电动执行器的设计实践是巩固和深化大学生所学知识，提高他们理论综合分析和设计能力的一种行之有效的方法。通过设计可以培养学生在工程设计中包括结构分析、参数拟定、传动设计、强度计算等能力。 3. 传动器技术要求： a) 传动形式：直线式 b) 有效行程： 60 mm c) 最大行程： 60 mm d) 额定出力（ N）： 350 e) 额定速度（ mm/sec）： 0.3 f) 定位精度（ mm）： 0.05（负载不变的情况下） g) 内部防转机构：有 h) 防护等级： IP67 i) 使用温度范围（）： -40 - +60 j) 抗侧向负载能力（ N）： 6000 k) 垂直破坏负载力（ N）： 8000 nts课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）目标：培养学生具有独立完成较复杂的电动传动器的能力。要求： 1. 分析题目和设计技术要求，查阅 18 篇以上的相关文献资料。 2. 图纸量不少于 3 张 A0（至少 1 张中等难度的计算机绘图、 1 号图幅量的手工绘图）装配和零件图总量。验算设计参数并进行主要有零部件的强度校核； 3. 英文翻译一篇、撰写 12000 字的毕业设计论文、开题报告各一份。进度计划第 3 周第 5 周查阅资料，撰写开题报告第 6 周第 11 周进行结构分析，确定设计方案；对传动系统进行设计、计算，并对重要零部件进行安全与疲劳校核，最后绘制传动器零件图及装配图。第 12 周第 14 周完善设计，审查图纸，翻译外文文献，写设计说明书 (论文 )，写中文摘要并翻译。第 15 周毕业设计论文定稿，打印。第 16 17 周：答辩。主要参考文献 1）机械设计课程设计于惠力等科学出版社， 2007 2) 机械设计课程设计杨光等高等教育出版社 2010 3) 简明机械设计手册宋宝玉等哈尔滨工业大学出版社 2008 4) 机械设计手册第 3 卷：机械零部件设计 (轴系、支承与其他 ), 机械工业出版社，2010 5) 机械设计手册：单行本减速器和变速器机械设计手册编委会编机械工业出版社， 2007 6) 机械设计课程设计图册向敬忠等化学工业出版社 2009 7) 机械设计课程设计手册张龙国防工业出版社， 2006 8) 机械原理（第六版）孙桓主编，北京：高等教育出版社， 2001 年）机械设计课程设计指导教师签字：系主任签字：年月日 nts 步进电机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步进电机件。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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。工作原理步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一 , 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。分类现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（ VR）、永磁式步进电机（ PM）、混合式步进电机（ HB）和单相式步进电机等。永磁式步进电机永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为 7.5 度或 15度；永磁式步进电动机输出力矩大，动态性能好，但步距角大。反应式步进电机反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为 1.5 度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。混合式步进电机混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点，它的步距nts 角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。它又分为两相和五相：两相步进角一般为 1.8 度而五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛。变频器对步进电机的节能改造三相步进电机专用变频器特点： 1低频转矩输出 180% ，低频运行特性良好 2.输出频率最大 600Hz，可控制高速电机 3.全方位的侦测保护功能 (过压、欠压、过载 )瞬间停电再起动 4.加速、减速、动转中失速防止等保护功能 5.电机动态参数自动识别功能，保证系统的稳定性和精确性 6.高速停机时响应快 7.丰富灵活的输入、输出接口和控制方式，通用性强 8.采用 SMT 全贴装生产及三防漆处理工艺，产品稳定度高 9.全系列采用最新西门子 IGBT 功率器件，确保品质的高质量基本原理通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。反应式步进电机由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面叙述三相反应式步进电机原理。 1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。 1/3 、 2/3 ,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以表示），即 A与齿 1 相对齐， B 与齿 2向右错开 1/3 ， C与齿 3向右错开2/3 ， A与齿 5 相对齐，（ A就是 A，齿 5 就是齿 1）下面是定转子的展开图： 2、旋转：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）。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 。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 ，此时齿 4 与 A偏移为 1/3 对齐。如 A 相通电， B， C相不通电，齿 4 与 A对齐，转子又向右移过 1/3 这样经过 A、 B、 C、 A分别通电状态，齿 4（即齿 1nts 前一齿）移到 A 相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按 A， B， C， A通电，电机就每步（每脉冲） 1/3 ,向右旋转。如按 A， C， B， A通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用 A-AB-B-BC C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步 1/3 改变为 1/6 。甚至于通过二相电流不同的组合，使其 1/3 变为 1/12 ， 1/24 ，这就是电机细分驱动的基本理论依据。不难推出：电机定子上有 m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移 1/m,2/m (m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制这是旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。 3、力矩：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 F与（ d /d）成正比 S 其磁通量 =Br*S Br 为磁密，S为导磁面积 F与 L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度， D为转子直径 Br=N I/R N I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数） R为磁阻。力矩 =力 *半径力矩与电机有效体积 *安匝数 *磁密成正比（只考虑线性状态）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。感应子式步进电机 1、特点感应子式与传统的反应式相比，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。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。感应子式某种程度上可以看作是低速同步的电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运行（ A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式 .不难发现其条件为 C=,D=. 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。 2、分类感应子式电机以相数可分为：二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。以机座号（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），而像 70BYG、 90BYG、 130BYG 等均为国内标准。 nts 3、步进电机的静态指标术语相数：产生不同对极 N、 S 磁场的激磁线圈对数。常用 m 表示。拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用 n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即 AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用表示。 =360 度（转子齿数 J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为 50 齿电机为例。四拍运行时步距角为 =360 度 /（ 50*4） =1.8 度（俗称整步），八拍运行时步距角为 =360 度 /（ 50*8） =0.9 度（俗称半步）。定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过分采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。 4、动态指标及术语： 1、步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示：误差 /步距角 *100%。不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在 5%之内，八拍运行时应在 15%以内。 2、失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。 3、失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。 4、最大空载起动频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。 5、最大空载的运行频率：电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。 6、运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。如下图所示：其它特性还有惯频特性、起动频率特性等。电机一旦选定，电机的静力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流（而非静态电流），平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。如下图所示：其中，曲线 3 电流最大、或电压最高 ;曲线 1 电流最小、或电压最低，曲线与负载的交点为负载的最大速度点。要使平均电流大，尽可能提高驱动电压，使采用小电感大电流的电机。 7、电机的共振点：步进电机均有固定的共振区域，二、四相感应子式的共nts 振区一般在 180-250pps 之间（步距角 1.8 度）或在 400pps 左右（步距角为 0.9度），电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，则共振区向上偏移，反之亦然，为使电机输出电矩大，不失步和整个系统的噪音降低，一般工作点均应偏移共振区较多。 8、电机正反转控制：当电机绕组通电时序为 AB-BC-CD-DA 或 ()时为正转，通电时序为 DA-CD-BC-AB 或 ()时为反转。步进电机的一些基本参数电机固有步距角它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如 86BYG250A 型电机给出的值为 0.9 /1.8（表示半步工作时为 0.9、整步工作时为 1.8），这个步距角可以称之为电机固有步距角，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。通常步进电机步距角的一般计算按下式计算。 =360 /（ Z m K）式中步进电机的步距角； Z转子齿数； m步进电动机的相数； K控制系数，是拍数与相数的比例系数步进电机的相数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，一般二相电机的步距角为 0.9 /1.8、三相的为 0.75 /1.5、五相的为 0.36 /0.72 。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。保持转矩（ HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说 2N.m 的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为 2N.m 的步进电机。是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。 DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有保持转矩。 nts 步进电机特点 1一般步进电机的精度为步进角的 3-5%，且不累积。 2步进电机外表允许的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上，有的甚至高达摄氏 200 度以上，所以步进电机外表温度在摄氏 80-90 度完全正常。 3步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 4步进电机低速时可以正常运转 ,但若高于一定速度就无法启动 ,并伴有啸叫声。步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 ntsStepper motorStewartHeitmann ,PulinGongandMichaelBreakspear(1)SchoolofPsychiatry,TheUniversityofNewSouthWales,Randwick,NSW,2031,Australia(2)BlackDogInstitute,Randwick,NSW,2031,Australia(3)SchoolofPhysics,TheUniversityofSydney,Camperdown,NSW,2006,Australia(4)FacultyofMedicine,TheUniversityofSydney,Camperdown,NSW,2006,Australia(5)QueenslandInstituteofMedicalResearch,Herston,QLD,4029,Australia(6)RoyalBrisbaneandWomensHospital,Herston,QLD,4029,AustraliaStewartHeitmannEmail:s.heitmann.auPublishedonline:18July2011Heitmannetal;licenseeBioMedCentralLtd.2011Steppermotoristheelectricpulsesignalsintoangulardisplacementorlineardisplacementoftheopen-loopsteppermotorcontrolelementpieces.Inthecaseofnon-overloaded,themotorspeed,stoppositiondependsonlyonthepulsefrequencyandpulsenumber,regardlessofloadchanges,whenthedriverreceivesasteppulsesignal,itwilldriveasteppermotortoSetthedirectionofrotationofafixedangle,calledthestepangle,whichtheangleofrotationisfixedstepbystepoperation.Numberofpulsescanbecontrolledbycontrollingtheangulardisplacement,soastoachieveaccuratepositioningpurposes;thesametimebycontrollingthepulsefrequencytocontrolthemotorrotationspeedandacceleration,toachievespeedcontrolpurposes.Work:Inductionmotorisasteppermotor,doesitworkistheuseofelectroniccircuits,theDCpowersupplyintoatime-sharing,multi-phasetimingcontrolcurrent,thiscurrentsteppermotorpowersupply,thesteppermotortoworkproperly,Thedriveissharingpowersupplyforthesteppermotor,thepolyphasetimingcontrollerAlthoughthesteppermotorhasbeenwidelyused,butthesteppermotordoesnotlikeanormalDCmotor,ACmotorintheconventionaluse.Itmustbedouble-ringpulsesignal,powerdrivercircuitcomposedofthecontrolsystemcanbeused.Therefore,itisnoteasywithagoodsteppingmotor,whichinvolvesmechanical,electrical,ntselectronicsandcomputers,andmanyotherspecializedknowledge.Asthesteppermotoractuators,electromechanicalintegration,oneofthekeyproducts,widelyusedinavarietyofautomaticcontrolsystems.Withthedevelopmentofmicroelectronicsandcomputertechnology,increasingdemandforsteppermotor,hasapplicationsinallareasofthenationaleconomy.Categories:Nowmorecommonlyusedincludethereactionofstepmotorsteppermotor(VR),permanentmagnetsteppermotor(PM),hybridsteppermotors(HB)andsingle-phasesteppermotor.PermanentmagnetsteppermotorPermanentmagnetsteppermotorisgenerallytwo-phase,torque,andsmaller,usually7.5degreestepangleor15degrees;Permanentmagnetsteppermotoroutputtorque,dynamicperformance,butalargestepangle:ReactionStepperMotorReactionisgenerallythree-phasesteppingmotorcanachievehightorqueoutput,stepangleof1.5degreesisgenerally,butthenoiseandvibrationarelarge.Reactionbythesteppermotorrotormagneticcircuitmade ofsoftmagneticmaterials,anumberofthestatorphaseexcitationwinding,theuseofpermeabilitychangesintorque.StepMotorsimplestructure,lowproductioncosts,stepangleissmall;butthedynamicperformanceispoor.Hybrid.SteppingMotorHybridStepMotorcombinesreactive,permanentmagnetsteppermotorsofboth,itsasmallstepangle,contributealarge,dynamicperformance,iscurrentlythehighestperformancesteppermotor.ItisalsosometimesreferredtoasPermanentMagnetInductionSteppingMotor.Itconsistsoftwophasesandthefive-phase:thegeneraltwo-phasestepangleof1.8degreesandthegeneralfive-phasestepangle0.72degrees.ThemostwidelyusedStepperMotor.SteppermotordriveforenergysavingThree-phasesteppermotordrivespecialfeatures:180%lowtorqueoutput,lowfrequencycharacteristicsofagoodrunMaximumoutputfrequency600Hz,high-speedmotorcontrolfullrangeofdetectionofprotection(overvoltage,undervoltage,overload)instantaneouspowerfailurerestartntsacceleration,deceleration,suchasdynamicchangeinthestallprotectionfunctiontopreventElectricaldynamicparametersofautomaticrecognitionfunctiontoensurestabilityandaccuracyofthesystemquickresponseandhigh-speedshutdownabundantandflexibleinputandoutputinterfaceandcontrol,versatilityuseofSMTproductionandthreefull-mountanti-painttreatmentprocess,productstabilityandhighfullrangeofSiemensIGBTpowerdevicesusingthelatest,toensurethequalityofhigh-qualityBasic principlesUsuallyforthepermanentmagnetrotormotor,whencurrentflowsthroughthestatorwindings,thestatorwindingsproduceamagneticfieldvector.Themagneticfieldwillleadtoarotorangleofthemagneticfieldmakesthedirectionofarotorandthestatorsmagneticfielddirection.Whenthestatormagneticfieldvectorrotatingatanangle.Astherotormagneticfieldisalsotransferredfromanotherperspective.Anelectricalpulseforeachinput,themotorturningapointforward.Itistheangulardisplacementoftheoutputandinputthenumberofpulsesproportionaltospeedandpulsefrequencyisproportionalto.Powertochangetheorderofwinding,themotorwillreverse.Therefore,thenumberofavailablecontrolpulse,frequencyandpowerthemotorwindingsofeachphaseinordertocontrolthesteppermotorrotation.ReactionStepperMotorAstheresponsetosteppingmotorworksisrelativelysimple.Thefollowingdescribesthefirstprincipleofthree-phasesteppingmotorresponse.1,thestructure:uniformlydistributedrotorwithmanysmallteeth,thestatorexcitationwindingsofthreeteeth,thegeometricaxisoftherotortoothaxisinorderwerestaggered.0,1/3 ,2/3 ,(adjacenttothetwoaxesoftherotortoothpitchdistancebetweenthe said),thatis,withtheteetharelativelyhomogeneousA,Bandstaggeredtooth2totheright1/3 ,Candtherighttostaggertooth32/3 ,Aandthetooth5isrelativelyhomogeneous,(AisA,isthegearteeth51)Thefollowingistherotorsexpansionplan2,rotation:IftheA-phasepower,B,Cphaseisnotenergized,themagneticfield,alignmentofteeth1andA,(withoutanypoweroftherotorarethesamethefollowing).SuchastheB-phasepower,A,Cphaseisnotenergized,gear2,andBntsshouldbealigned,whentherotorovertotheright1/3 ,thistimeoffsetteeth3andC1/3 ,teeth4andAshift( -1/3te)=2/3 .SuchastheC-phasepower,A,Bphaseisnotenergized,gear3,andCshouldbealigned,thistimerightofftherotorYouxiang1/3 ,4andAgearshifttimeis1/3 alignment.SuchastheA-phasepower,B,Cphaseisnotenergized,4andA-alignedteeth,therotorYouxiangrightover1/3 soafterA,B,C,Aareenergized,gear4(ie,theprevioustooth1teeth)totheA-phase,rotortotherightaroundapitch,ifyoucontinuetopresstheA,B,C,A.power,themotorforeachstep(perpulse)1/3 ,RotateRight.SuchasbyA,C,B,A.power,themotortoreverse.Thisshowsthat:thelocationandspeedofmotorconductiontimesbythe(numberofpulses)andfrequencyintoonerelationship.Thedirectiondeterminedbytheconductivityoftheorder.However,outoftorque,smooth,noiseandreducetheangleconsiderations.OftenwithA-AB-B-BC-C-CA-Athisconductivestate,sothateachsteptheoriginal1/3changedto1/6Eventhroughdifferentcombinationsoftwo-phasecurrent,so1/3 into1/12 ,1/24,te,whichisthebasictheoryofthemotor-drivenbasisforsubdivision.Easilyintroduced:mphaseonthestatorexcitationwindings,theaxisoftherotortoothaxiswereoffset1/m,2/m.(m-1)/m,1.Andconductivityatacertainphasesequencereversingmotorcanbecontrolled-thisistherotationofthephysicalconditions.Aslongaswemeetthisconditioncantheoreticallycreateanyphasesteppermotor,becauseofcost,andmanyotherconsiderations,themarketgenerallytwo,three,four,five-phaseismore.3,thetorque:themotoronceenergized,willproducebetweenthestatorandrotormagneticfield(magneticflux)whentherotorandstatorstaggerangletoproduceforceFand(d/d)isproportionaltoSthemagneticflux=Br*SBrforthefluxdensity,FandSforthemagneticareaof L*D*BrcoreisproportionaltoL,effectivelength,DisrotordiameterBr=NI/RNIwasexcitedwindingampereturns(currentxturns)Rforthemagneticresistance.Torque=force*radiusofthetorqueandthemotorturnstheeffectivevolume*An*isproportionaltothefluxdensity(onlyconsiderthelinearstate),therefore,thegreatertheeffectivevolumeofthemotor,thegreatertheexcitationampereturns,thesmallerairgapbetweenstatorandrotor,themotortorque,andviceversa.InductionSteppingMotor1,features:Induction,comparedwiththetraditionalreactive,structuralntsreinforcedwithapermanentmagnetrotor,inordertoprovidetheworkingpointofsoftmagneticmaterials,andthestatorexcitationmagneticfieldchangesonlyneedtoprovidetoprovidetheoperatingpointoftheconsumptionofmagneticmaterialsenergy,sothemotorefficiency,current,lowheat.Duetothepresenceofpermanentmagnets,themotorhasastrongEMF,thedampingeffectofitsowngood,itisrelativelystableduringoperation,lownoise,lowfrequencyvibration.Inductioncanbeseenassomewhatlow-speedsynchronousmotor.Afour-phasemotorcanbeusedforfour-phaseoperation,butalsocanbeusedfortwo-phaseoperation.(Mustbebipolarvoltagedrive),whilethemotorisnotsoreactive.Forexample:fourphase,eight-phaseoperation(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)canusetwo-phaseeight-shotrun.NotdifficulttofindtheconditionsforC=,D=.atwo-phasemotorsinternalwindingconsistentwiththefour-phasemotors,smallpowermotorsaregenerallydirectlyconnectedtothesecondphase,thepoweroflargermotor,inordertofacilitatetheuseandflexibletochangethedynamiccharacteristicsofthemotor,itsexternalconnectionsoftenleadtoeight(four-phase),sothatwhenusedeitherasafour-phasemotorsused,canbeusedfortwo-phasemotorwindinginseriesorparallel.2,classificationInductionmotorscanbedividedinphases:two-phasemotor,threephasemotor,four-phasemotor,five-phasemotor.Theframesize(motordiameter)canbedividedinto:42BYG(BYGtheInductionSteppingmotorcode),57BYG,86BYG,110BYG,(internationalstandard),andlike70BYG,90BYG,130BYGandsoarethenationalstandards.3,thesteppermotorphasenumberofstaticindicatorsofterms:verydifferentlyontheN,Sthenumberofmagneticfieldexcitationcoil.Commonmsaid.Beatnumber:completethenecessarycyclicalchangesinamagneticfieldpulsesorconductingstatewithnsaid,orthatturnedapitchangleofthemotorpulsesneededtofour-phasemotor,forexample,afour-phasefour-shotoperationmodethatAB-BC-CD-DA-AB,shoteightfour-phaseoperationmodethatA-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.Stepangle:correspondstoapulsesignal,theangulardisplacementoftherotorturnedwithsaid.=360degrees(therotorteethnumberofJ*runshot),theconventionaltwo,four-phase,therotorteeth50toothmotorasanexample.Foursteprun-timestepangle=360/(50*4)=1.8degrees(commonlycalledthewholestep),eight-shotrunningstepangle=360/(50*8)=0.9degrees(commonlyknownashalfstep.)Locationtorque:themotorisnotenergizedinthestate,itslockedrotortorque(aswellasbythemagneticfieldprofilentsofharmonicscausedbymechanicalerror)statictorque:themotorundertheratedstaticelectricity,themotorwithoutrotation,themotorshaftlockingtorque.Themotortorqueisameasureofvolume(geometry)standards,anddrivevoltageanddrivepower,etc.hasnothingtodo.Althoughthestatictorqueisproportionaltotheelectromagneticmagnetizingampereturns,andfixedairgapbetweentherotorteethon,butover-useofreducedairgap,increasetheexcitationampere-turnstoincreasethestatictorqueisnotdesirable,thiswillcausethemotorheatingandmechanicalnoise. 4,thedynamicindicatorsandterminology:1,stepangleaccuracy:turnasteppermotorstepangleforeachactualvaluewiththetheoreticalvalueoftheerror.Expressedasapercentage:Error/StepAngle*100%.Itsvalueisthenumberofdifferentrunningdifferentbeat,fourbeatrunningshouldbewithin5%,eightrunsshouldtakelessthan15%.2step:themotorrunningoperationsteps,isnotequaltothetheoreticalnumberofsteps.Calledthestep.3,offsetangle:theaxisoftherotortoothoffsetangleoftheaxisofthestatorteeth,themotorisrunningtherewillbemisalignmentangle,theerrorcausedbythemisalignmentangle,usingdivisiondrivecannotbesolved.4,themaximumno-loadstartingfrequency:adrivemotorintheformofvoltageandratedcurrent,inthecasewithoutload,themaximumfrequencycanbestarteddirectly.5,themaximumoperatingfrequencyofload:adrivemotorintheformofvoltageandratedcurrent,themotormaximumspeedwithnoloadfrequency.6,runningtorque-frequencycharacteristics:themotorundertestconditionsinameasuredfrequencyofoperationbetweentheoutputtorqueandrunningtorquecurveiscalledthefrequencycharacteristiccurvewhichisthemotornumberofthemostimportantdynamicisthefundamentalbasisformotorselection.Asshownbelow:Thereusedtofrequencycharacteristicsofotherfeatures,startingfrequencycharacteristics.ElectricalOnceselected,themotortorquetodeterminethestaticanddynamictorqueisnotthecase,themotortorquedependsonthedynamicsoftheaveragemotorcurrent(ratherthanstaticcurrent),theaveragecurrentincreases,thegreatertheoutputtorqueofthemotor,thatmotorfrequencycharacteristicsofthemorehard.Asshownbelow:wherethemaximumcurve3current,orvoltages;curveaminimumcurrent,orvoltageisthelowestcurveandtheloadmaximumspeedofthentsintersectionpointoftheload.Fortheaveragecurrent,voltageincreaseasmuchaspossible,sothattheuseofsmallinductorhighcurrentmotor.7,theresonancepointofthemotor:steppingmotorhasafixedresonanceregion,two,four-phaseInductionintheresonanceregionisgenerallybetween180-250pps(1.8degreestepangle)oraboutthe400pps(stepangle0.9degrees),thehigherthemotordrivevoltage,motorcurrentincreases,thelightertheload,thesmallerthesizethemotor,theresonanceshiftupward,andviceversa,themotoroutputtorqueislarge,yetfurther,andthewholesystemnoisereduction,thegeneraloperatingpointshouldbeoffsetmoreresonance.8,motorreversingcontrol:timingisenergizedwhenthemotorwindingsAB-BC-CD-DAor()isapositiveturn,powerthetimingfortheDA-CD-BC-ABor()whenreversed.SomeofthebasicparametersofthesteppermotorNaturalstepanglemotorItsaideachofthecontrolsystemsendsapulsesignal,themotorrotationangle.Motorfactory,astepangleisgivenavalue,suchas86BYG250Amotorsisgivenin0.9/1.8(half-stepworkthatis0.9,whentheworkofthewholestep1.8),thestepanglecanbecallednaturalstepanglemotor,whichisnotnecessarilytruewhentheactualworkthemotorstepangle,therealstepangleanddriveon.Steppermotorstepangleisusuallythegeneralcomputingcalculatedasfollows.=360/(ZmK)Where-steppermotorstepangle;Z-rotorteeth;m-phasesteppermotornumber;K-controlfactor,thefilmistheratioofthenumberofcoefficientswiththephasenumberPhasesteppermotorReferstothenumberofthemotorcoilgroup,thecommonlyusedtwo-phase,threephase,four-phase,five-phasesteppermotor.Differentnumberofmotorphases,thestepangleisdifferent,thegeneraltwo-phasemotorstepangleof0.9/1.8,three-phaseforthe0.75/1.5,five-phaseforthe0.36/0.72.Intheabsenceofsub-drive,theuserselectadifferentnumberofphasesdependsmainlyonthesteppermotorstepangletomeettheirownrequirements.Ifyouusethesub-drive,thephaseswillbecomemeaningless,theusersimplychangesinthesubdivisionnumberonthedrive,youcanchang

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