步进电机.ppt

1、步进大头针电动机，1 :步进大头针电动机的简单介绍2 :步进大头针电动机的工作原理3 :步进大头针电动机的基本特性和选择，所谓步进大头针电动机，就是将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电致动器。 由于每次施加控制脉冲时电机都进行一头地运行，因此称为步进大头针电机或脉冲电机。 步进电动机及其操纵系统的优点：与其他驱动元件相比，步进大头针电动机及其操纵系统通常具有无需种子文件回退即可精密控制速度和位移的巨大优点。 输出的旋转角和位移精度高，不积累误差的操纵系统构造简单，与数码机器兼容，价格低廉。 在步进电动机的应用的情况下，步进大头针电动机广泛应用于简易数控机床、输送机构、设备、校正器等领域。 在

2、我们的生活中常见的打印机，磁带录音机，光学式(光学式)驱动器也有步进大头针电动机的应用。 简单来说，它总是有用的，只要一个物体需要从一个位置移动到另一个位置，即移动的距离是已知的步进大头针电动机。真正的步进电动机、常见的步进大头针电动机外形构造、步进电动机内部构造、步进大头针电动机内部构造、步进电动机分类、按转矩产生原理的永久吸铁石式反应式混合型定子按励磁相数的定子按励磁相数的三相四相五相六相各相绕组的分布规律呈放射状分相(垂直轴式)。 虽然结构简单、成本低、步进角小、可达到1.2，但动态性能差、效率低、发热大、难以保证可靠性。 永久吸铁石式：永久吸铁石式步进电机的转子由硬磁材料构成，转子的极

3、数与定子的极数相同。 其特点是动态性能好、输出转矩大，但该电机精度差、步进角大(7.5或15 )。 步进电动机的工作原理，步进大头针电动机的品种规格多，但基本的工作原理相同。 以反应式步进大头针电机为例，介绍步进大头针电机的结构和工作原理。步进电动机的结构示意图，右图是三相反应式步进大头针电动机(也称为可变磁阻式步进大头针电动机)的结构示意图，其定子、转子由硅钢板或其他软磁材料制成，在定子上有6等分的磁极(a、a、b、b、c、c )相邻的2个磁极步进大头针电机可以是三相、四相、五相或六相，也可以分别是八相以上。 定子的每一对磁极有一相绕组，每一磁极有5个均匀分布的矩形小齿。 电动机的转子没有绕

4、组，40个矩形的小齿均匀分布在圆周上，相邻的2个齿之间的夹角为9。 的双曲馀弦值。 定子和转子上矩形小齿的齿距、齿宽相等。步进电机的工作原理是，一旦给某一相绕组通电，对应的磁极就会产生磁场，与转子形成磁路。 此时，如果定子的小齿与转子的小齿不一致，则在磁场的作用下，转子旋转一定的角度，使转子齿与定子齿一致，使其磁敏电阻最小。 此时，转子受到径向线力，切向力不起作用，其扭矩为零。 由此可知，缺齿是促进步进电机旋转的根本原因。 步进电动机的工作原理、步进大头针电动机的展开结构、步进角：每当步进电动机的定子线圈改变通电状态时，转子旋转的角度称为步进角。单相交替通电(m相单位m拍)时修正旋转ABCA反

5、时修正旋转ACBA两相交替通电(m相双m拍)时修正旋转ABBCCAAB反时修正旋转BAACCBBA单相交替通电(m相2M拍)时修正旋转AABBBCCCAA反时修正旋转aaccbbaa， 步进大头针电动机的工作原理定子的单级反应式步进大头针电动机的工作原理四转子齿、定子通电顺序： ABCA转子旋转方向：逆时针修正步进角：单级反应式步进大头针电动机的工作原理四转子齿， 定子通电顺序： abbccaaaaaa单级反应式步进电动机的工作原理四转子齿，定子通电顺序： AABBBCCCAA转子旋转方向：逆时针修正步进角：步进角：步进大头针定电动机的定子线圈在每次改变通电状态时，转子旋转的角度转子齿数越多，

6、步进角越小，定子相数越多，步进角越小，通电方式节拍越多，步进角越小，式中，m定子相数z转子齿数c通电方式C=1单相交替通电，二相交替通电方式C=2单、二相交替通电方式， 通过控制输入到常用步进大头针电动机的步进大头针电动机的脉冲数，可以控制步进大头针电动机的角位移，结论：通过控制输入到步进大头针电动机的脉冲频率，可以控制步进大头针电动机的转速， 通过控制步进电动机的定子线圈的通电顺序，能够控制步进电动机的旋转方向、步进电动机的基本特性的1力矩角特性2起动频率3最高工作频率4转矩工作频率特性5步进角精度、1力矩角特性，是步进大头针电动机不改变通电状态，即或者在保持数相(双红宝石)绕组通电的条件下

7、，此时转子的齿与某相的定子的齿一致，转子静止。 当对转子轴施加负荷扭矩时，转子使旋转角旋转，此时，转子承受的电磁转矩m称为静态扭矩，旋转角称为失步角，静态时与m的关系曲线在图4.1-2中称为扭矩特性，转子、定子齿对齐这一点是稳定平衡点。 扭矩角特性曲线的电磁转矩最大值称为最大静扭矩，反映步进大头针电机承受负荷的能力。 最大静扭矩的大小取决于步进电机的通电方式，步进大头针电机向云同步通电的相数越多，最大静扭矩也越大。 2 .起动频率，即步进电动机能够步进起动的最高脉冲频率。 失步是指转子前进的步数不等于输人的脉冲数，既包括失步，也包括跨步。 步进大头针定电机启动时，负载扭矩有时为零，有时不为零。

8、 前者的起动频率称为无负荷起动频率，后者称为负荷起动频率。 负载启动频率取决于负载惯性的大小。 当驱动电源的性能提高时，可以增加启动频率。 3 .最高工作频率、步进大头针电机启动后，使脉冲频率阶段性上升，额定负载下电机能正常工作的临界频率为最高工作频率。 其值因负载而异，远大于启动频率，两者可以相差十几倍以上，驱动电源的性能越好，步进电机的最高工作频率也越高。 4转矩动作频率特性、步进电机旋转时，其输出转矩随着动作频率的升高而降低，输出转矩降低到某种程度时，电机就不能正常动作。 步进电机的输出转矩m和动作频率f的关系曲线如图4.1-3所示。 实线是电动机的起动转矩特性，可知电动机的惯性矩j越大

9、，相同频率下的起动转矩越小。 折断线是电机的运转扭矩特性，严格来说，惯性矩也会影响运转扭矩特性，但并不像影响起动扭矩特性那样显着。 另外，步进电动机的转矩特性与驱动电源性能的好坏有很大关系。 步进大头针电动机的选择由步进大头针电动机的步进角(与相数无关)、静力矩、电流3个要素构成。 三个要素确定后，步进电机的形式就确定了。1 .步进角的选择，电动机的步进角根据负荷精度的要求，将负荷的最小极限分辨率(当量)换算成电动机轴，每个电动机应该进行多少角度(包括减速)。 马达的步进角应小于或等于这个角度。 市场上步进电动机的步进角一般有0.36度/0.72度(五相电动机)、0.9度/1.8度(二、四相电动机)、1.5度/3度(三相电机)等。 2、静力矩的选择、步进电机的动态力矩很难一口气确定，我们经常先确定电机的静力矩。 静力矩的选择依据是电机工作的负荷，负荷分为惯性负荷和摩擦负荷。 不存在单一的惯性负荷和单一的摩擦负荷。 考虑直接启动时(通常为低速)