《机电一体化技术》课件-5.2步进电动机

第五章伺服传动技术5.2步进电动机目

录步进电机的结构

1步进电机的工作原理

24步进电机的起动频率步进电机的技术指标和运行特性3步进电机丝杠步进电动机驱动数控机床步进电机作用：

电脉冲信号转换成相应角位移的电动机，每当一个电脉冲加到步进电动机的控制绕组上时，它的轴就转动一定的角度，角位移量与电脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，又称为脉冲电动机。步进电机分类：

按励磁方式分类：永磁式混磁式磁阻式（反应式）按相数分类：单相；两相；三相；多相步进电机的结构5.2.1模型结构示意图转子定子转子齿转子齿步进电机的工作原理5.2.2工作原理U相控制绕组通电，V、W两相控制绕组不通电

磁力线总是通过磁阻最小的路径闭合，转子受到磁阻转矩的作用转子齿1和3与定子U相磁级轴线对齐，转子停止转动三相磁阻式步进电动机单三拍控制时的工作原理

步进电机的工作原理工作原理V相控制绕组通电，U、W两相控制绕组不通电

磁力线总是通过磁阻最小的路径闭合，转子受到磁阻转矩的作用转子齿2和4与定子V相磁级轴线对齐，转子停止转动三相磁阻式步进电动机单三拍控制时的工作原理

步进电机的工作原理工作原理W相控制绕组通电，V、U两相控制绕组不通电

磁力线总是通过磁阻最小的路径闭合，转子受到磁阻转矩的作用转子齿1和3与定子W相磁级轴线对齐，转子停止转动三相磁阻式步进电动机单三拍控制时的工作原理

步进电机的工作原理结论：按U－V－W－U的顺序轮流给各相控制绕组通电转子在磁阻转矩的作用下按U－V－W相序方向一步一步的转动转速:取决于绕组变换通电状态的频率，即输入脉冲的频率。旋转方向:取决于控制绕组轮流通电的顺序。步进电机的技术指标和运行特性5.3.3主要技术指标和运行特性（一）步距角与Zr,定子绕组相数、通电方式有关。目前我国步进电动机的步距角为0.36º～90º，常用的有7.5º/15º、3º/6º、1.5º/3º、0.9º/1.8º、0.75º/1.5º、0.6º/1.2º、0.36º/0.72º等几种

。步进电机的技术指标和运行特性（二）最大静转矩静转矩是指步进电动机处于稳定状态下的电磁转矩。在稳定状态下，如果在转子轴上加上负载转矩使转子转过一定角度θ，并能稳定下来，这时转子受到的电磁转矩与负载转矩相等，该电磁转矩即为静转矩，而角度θ即为失调角。对应于某个失调角时，静转矩最大，称为最大静转矩。

步进电机的技术指标和运行特性（三）矩频特性步进电动机的动态转矩和脉冲频率的关系称为矩频特性。步进电动机的动态转矩随着脉冲频率的升高而降低。

动态转矩：步进电动机的控制绕组的电脉冲时间间隔大于电机机电过渡过程所需的时间，步进电动机进入连续运行状态，这时电动机产生的转矩称为动态转矩。

步进电机的起动频率（四）起动频率和连续运行频率

步进电动机的工作频率起动频率

制动频率

连续运行频率

负载转矩相同时，正、反向的起动频率和制动频率一样

步进电机的起动频率起动频率fst一定负载转矩下能够不失步起动的最高脉冲频率。fst的大小与驱动电路和负载大小有关。步距角θb越小，负载越小，则起动频率越高。

连续运行频率f步