步进电机的种类及其工作原理演示幻灯片

1，1，步进电动机的定义，也称为电脉冲电动机的步进电动机。将电脉冲信号转换为机械角度位移的电动机。输入电脉冲后，旋转一步，每当电机绕组接受电脉冲时，转子就会旋转相应的步进角度。转子各位移的大小和速度分别与输入的电脉冲数及其频率成正比。与输入脉冲在时间上同步。控制输入电脉冲的数量、频率和电动机绕组的电气相顺序，可以获得所需的角度、速度和旋转，使计算机进行数字控制变得容易。2，步进电机演示动画，3，步进电机功能，1，可以通过数字信号直接控制开环，整个系统简单实惠。2、位移对应于输入脉冲信号数，可以配置具有相对简单、恒定精度的开环控制系统，也可以配置具有较高精度的配置闭环控制系统，而不会长期积累相位误差。3、无刷，电机本体零件少，可靠性高。4、开始、停止、正向和速度响应良好。5、停止时可能有自锁功能。6、步进角度可在大范围内选择，在小步进情况下，通常在极低的旋转距离下稳定工作，通常不通过减速器直接驱动载荷。7、速度可以在相当大的范围内平滑调节，通过一个控制器控制多个步进电动机，可以完全同时运行。8、带惯性载荷能力的步进电动机。9、由于有线谱和共振，步进电机的减速方法随着使用状态变得复杂。4，步进电动机类型，1，可变磁阻类型(VR类型VariableReluctivityType)。也称为反应式步进电动机。定子和转子没有永久磁铁，定子上有线圈。即，转动定子和转子的磁阻最小位置，将其命名为可变磁阻类型。这种马达转子结构简单，转子直径小，对高速响应有好处。这种电动机的定子和转子都不含永磁体，没有励磁就没有维持力。这种马达的缺点是制造成本高，效率低，转子阻尼不良，噪音大。制造材料成本低，结构简单，步进角度小。5，步进电机类型，2，永磁(PM 1 PermanentMagnetType)PM步进电机转子是永磁，定子是软磁体，绕组交替供电，设定的磁场与永磁的恒定磁场相互吸引，产生转矩。这台马达使用了永磁体，因此即使定子绕组断电，也能保持一定的扭矩。PM型电动机的特点是女用功率小、效率高、成本低，所以需求量也大。转子磁铁的磁化间隔受到限制，制造困难，所以步距角度很大。6，步进电机类型，3，混合(HB-HybridType)转子感应磁铁上嵌入了永磁体，可以说是永磁体与可变磁阻类型相结合的形式。称为混合步进电动机。VR型步进电机步进角度小、响应频率高，还有PM型步进电机励磁功率小、效率高等优点。7，步进电动机工作原理，单个3位，8，9，10，11，步进电动机工作原理，3相6位，12，13，步进电动机主要性能指标，最大静态转矩Mjmax(Nm)Mjmax越大，加载性能越好，速度越快，稳定性越高。空载启动频率每秒(FQ)是衡量步进电动机快速性能的重要技术数据。启动瞬时频率特性启动频率特性与FQ载荷力矩m一起下降的关系曲线是启动力矩频率特性空载工作频率fmax(步/秒)工作力矩频率特性是测量步进电动机运行时轴承容量的动态性能指标。14，4，步进电机驱动器，(1)环形脉冲分配器。步进电机的各相绕组必须按一定的顺序供电才能工作。将电机绕组的供电顺序变更为恒定的这一部分称为脉冲分配器(环形脉冲分配器)。15，4，步进电动机驱动器，(2)功率放大器。从计算机输出端口或环形分配器输出的信号脉冲电流通常只有几毫安，不能直接驱动步进电动机，必须使用功率放大器放大脉冲电流，使其增加到几到10安培，以驱动步进电动机操作。马达的每个相绕组都是铁芯周围的线圈，因此电感很大，如果绕组通电，电流上升率就会受到限制。影响电动机绕组电流的大小。绕组断电时，电感中磁场的储能元件保持绕组现有电流不变，绕组断电时产生反电动势。电流尽快衰退，要释放反电动势，必须增加相应的速记电路。步进电机使用的功率放大器电路有电压型和电流型。电压型有单电压和双电压型(高低压)。电流类型包括恒流驱动、斩波驱动等。16，4，步进电动机驱动器，(3)细分驱动器。步进电机的各种功率放大器电路控制由环形分配器确定的分配方法、电动机各相绕组的传导或阻塞功能，使电动机在全阶段工作或半阶段工作两种尺寸下产生步进运动。步进角度由步进电动机的结构确定。如果步进电机要求更小的步进距离，或者为了减少电机振动、噪音等，每次输入脉冲切换，不要通过或消除所有绕组电流，只要能改变该绕组的额定部分，电动机转子的每个步进运动也只是步进角度的一部分。这里的绕组电流不是方波，而是阶梯波，额定电流是步进输入或切断，如果电流分成几个步长，转子就会转动相同的水道步进角度。这种将一个步长角度细分为多个步长的驱动方法称为细分驱动程序。细分驱动器的特点是减少步进角度，而不更改电机结构参数。17，5，步进电动机控制，步进电动机控制电路可以硬件方式配置。在这种情况下，如果需要更改控制功能，则需要重新设计硬件电路，因此缺乏灵活性，难以调整。计算机数控技术开辟了步进电机控制的新方法。最初，硬件电路控制在相应的计算机程序模块中很容易实现。这提高了控制能力，简化了电路，降低了成本，大大提高了可靠性。18，1。速度控制，步进电机误报的原因有两个。一个是超载引起的，另一个是启动，停止中的上升速度运动。速度控制是使步进电动机快速上升到高工作频率、快速下降到静止状态的方法。计时法定步进方法，19，2。位置控制，步进电动机的位置控制方法首先根据机械传动关系确定线位移量和步进电动机角之间的关系，获得与恒定直