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1、1 .对三相反应式步进电动机的原理、驱动方式进行了描述。答案：结构：三相反应式步进电动机是现有的步进大头针电动机，磁转子铁芯通过与从定子产生的脉冲电磁场相互作用而旋转。 三相反应式步进电动机的工作原理比较简单，转子上均匀分布有多个小齿，定子齿有三个励磁绕组阻力，其几何轴线依次偏离转子齿轴线。 电动机的位置和速度与导电次数(脉冲数)和频率呈一对一的对应关系。 方向由导电顺序决定。工作原理：旋转： a相通电，b、c相不通电时，通过磁场的作用，齿1和a对齐(转子不受任何力也相同)。 像b相通电那样，在a、c相不通电的情况下，齿2应该对准b，此时转子向右移动1/3，此时齿3和c的移动为1/3，齿4和a

2、的移动(-1/3)=2/3。 如果c相通电，则a、b相不通电，齿3应该与c对齐，此时转子进一步向右移动1/3，此时齿4与a错开1/3对齐。 a相通电、b、c相非通电、齿4与a一致，转子以向1/3右移动的方式分别经过a、b、c、a通电状态，齿4 (即齿1的前一齿)向a相移动，电动机转子向右旋转1个齿距，持续按压a、b 由此可知，马达的位置和速度与导电次数(脉冲数)和频率具有一对一的对应关系。 方向由导电顺序决定。 但是，从力矩、平滑度、噪音及减少角度等方面考虑。 多采用A-AB-B-BC-C-CA-A这样的导电状态，这样将原来的各步骤的1/3改变为1/6。 根据二相电流的不同组合，将其1/3设为

3、1/12、1/24，这也是电机细分驱动的基本理论依据。 不容易推出：电机定子有m相励磁绕组阻力，其轴线分别偏离转子齿轴线1/m、2/m(m-1)/m、1。 然后，控制导电率使得电机按一定相位顺序正反转33到354是一个旋转的物理条件。 只要满足这个条件，理论上任何相的步进电动机都可以制作，但从成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。转矩：如果对电动机通电，则在定子和定子间产生的磁场(磁通)中，转子和定子错开一定角度而产生的力f与(d/d)成比例的s是磁通=Br*S Br磁密，s是导磁率面积f与L*D*Br成比例的l是铁元素心有效长度，d是转矩由于与磁密封成比例(仅考虑线性状态)，因

4、此电动机有效体积越大，励磁安匝数越大，固定转子间空气隙越小，电机扭矩越大，反之亦然。驱动方式：功率驱动器最初采用单电压驱动电路，此后出现了高低压驱动电路、斩波恒流驱动电路、调频调压驱动电路等。1 .单电压限流型驱动电路这是一个简单的驱动电路，如图2.5所示，是针对步进电动机的一相绕组的驱动电路。 l是电滚子绕组，晶体管VT可以认为是无触点开关，其理想的动作状态是有可能通过电流接近矩形波。 但是，由于电感量线圈的电流指数有规律地上升，因此其时间常数在达到稳定电流之前需要花费时间。 由于步进电动机绕组本身的电阻小，所以时间常数大，对电动机的起动频率影响大。 为了减小时间常数，在励磁线圈上串联连接电

5、阻r，时间常数大幅减小，线圈电流上升的过剩过程变短，动作速度提高。 之所以在电阻r的两端并联连接电容器c，是因为电容器上的电压不能急剧变化，在线圈从断开变为接通的瞬间，电源电压全部下降到线圈，电流上升变快，所以电容器c也被称为加速电容器。 二极管v在晶体管VT截止时发挥续流和保护的作用，防止晶体管截止的瞬间在绕组中产生的反电位引起的管破坏，串联电阻RD使电流下降更快，使绕组电流波形的后缘变陡峭。此类电路的缺点是r .有功耗。 为了提高高速性，需要增大r的电阻值，随着电阻值变大，电源电压也变高，电功耗也变得更大，因此限制了单电压限流型驱动电路的使用。2 .高低压开关型驱动电路为了提高电源效率和工

6、作频率，如图2.5所示，可以采用高低压开关型电源。 高压供电用于加速电流的增加速度，低压用于维持稳定的电流值。 一般高压是低压的数倍，施加在VT1和VT2的基极上的电压Ub1和Ub2在一定时间内VT1和VT2都导通，80v的高压发生器施加在电动机线圈上，电流急速上升，在时间比某个值或电流比某个值高时VT2截止，供给12v电源高低压驱动电路的优点是电功耗小、起动力矩大、反冲频率和工作频率高，其缺点是大功率管数量多一半、驱动电源增加、电流波形呈凹状、次低频时振动严重、运行稳定性差、输出力矩降低。3 .斩波恒流驱动电路斩波恒流放大电路通过斩波方式在额定值附近使电流恒定的电路图和电流波形图如图2.6所

7、示。 环分配器输出的脉冲作为输入信号，如果脉冲为正，则VT1和VT2导通，电压U1被施加到电动机线圈上，电流增加，如果电流增大到额定电流以上，则采样电阻上的电压升高，控制男同性恋输出反应信号，VT1截止，从U2供给线圈上的电流如果采样电阻上的电压降低的信号放大，VT1再次导通地循环往复，则在绕组中产生图2.7所示的波形，电流以额定电流值上下变动而成为锯齿状，接近恒定电流，因此被称为恒流斩波驱动电路。这样电路构成虽然复杂，但同时提高步进电动机的运转转矩特性、起动转矩特性、惯性频率特性，使绕组中的脉冲电流边缘陡峭，高速响应良好，而且没有外接电阻，因此电功耗大幅降低，效率提高，步进电动机在宽频率范围

8、内恒定因此，截止波恒流放大电路广泛用于要求高的操纵系统。4 .调频调压驱动电路FM调压驱动电路如图2.8所示，分为3个部分：开关调压、FM调压控制和功率放大，电压一般与频率呈线性关系，在理想条件下，步进电机的转矩保持恒定，电源电压随着工作频率的上升而上升，随着工作频率的下降而下降调频调压驱动可以使次低频振动减小，低速时绕组电流上升的上升沿平缓，避免转子到达新的稳定平衡位置时产生超调量。 高速时，为了提高步进电机的负载能力，产生一盏茶的线圈电流，需要陡峭的前端。 这要求驱动电源供给线圈的电压与电滚子的运转频率的直接关系。 也就是说，次低频时以低电压供给功率，射频波时以高电压供给功率，频率调制调谐

9、驱动方式可以很好地满足这一要求。2 .三相反应式步进电机的高低压控制原理和设定修订。工作原理：高电压由电机和晶体管的特性决定，低电压是步进电机线圈的额定电压。 启动时，输入信号全部有效，对线圈施加高电压。达到额定转速后，输入信号无效，继续有效，对线圈施加低电压。 电路具有以下特征在宽频率范围内可获得大的平均电流，电流波形得到大幅改善，转矩特性良好电功耗小，起动力矩大；启动频率和动作频率高控制电路复杂，2倍大功率管多追加了驱动电源，电流波形呈凹状次低频时的振荡严重，平滑性差，输出扭矩下降1 .三相单三拍=ABCA。三相双三拍=ABBCCAAB。三相(混)六拍=AABBBCCCA。电路设定修订：为

10、了提高电源效率和工作频率，如图2.5所示，可以采用高低压开关型电源。 高压供电用于加速电流的增加速度，低压用于维持稳定的电流值。 一般高压是低压的数倍，施加在VT1和VT2的基极上的电压Ub1和Ub2在一定时间内VT1和VT2都导通，80v的高压发生器施加在电动机线圈上，电流急速上升，在时间比某个值或电流比某个值高时VT2截止，供给12v电源高低压驱动电路的优点是电功耗小、起动力矩大、反冲频率和工作频率高，其缺点是大功率管数量多一半、驱动电源增加、电流波形呈凹状、次低频时振动严重、运行稳定性差、输出力矩降低。3.PLC是以软件环方式控制三相反应式步进电动机硬件配线原理的设定修正。步进电动机通过

11、输入脉冲信号来进行控制，即，电动机的总旋转角度由输入脉冲总数决定，本设定修正通过使用单片微型计算机向步进电动机发送控制信号来进行步进(1)设定修订塔斯克PLC以软件环方式控制了三相反应式步进电机的硬件布线原理设定修正，经过分析，系统具有以下功能：表：投入产出连接端子分配表分类零配件地址作用输入按钮SB1X000游戏开始按钮SB2X001停止输出a相绕组Y000a相切24V电压b相绕组Y001b相切24V电压c相绕组Y002c相切24V电压(2)任务分析整个操纵系统由PLC和步进大头针电机构成。 由于PLC具有实时刷新技术，输出信号的频率达到数千赫以上，因此脉冲分配能够具有高分配速度，并且能够利

12、用步进电动机的速度响应能力，提高系统整体的高速性。 另外，PLC有采用高大功率晶体管的输出通讯端口，可以满足步进电动机各相线圈数I0 V级脉冲电压、1 A级脉冲电流的驱动要求。 PLC直接挖掘步进电机系统进行设定、修正时，在选择PLC和步进大头针电机之前，必须修正脉冲当量、脉冲频率、上限和最大脉冲数3个残奥表：脉冲当量=步进电机步进角*间距(360*变速比)脉冲频率上限=移动速度*步进电动机细分数/脉冲当量最大脉冲数=移动距离*步进电动机细分数脉冲当量根据脉冲频率决定PLC的高速脉冲输出频率，根据脉冲数决定PLC的二进制位宽度。 PLC请考虑系统响应的即时性、可靠性、寿命，选择晶体管输出型。(

13、3)系统硬件原理图PLC直接控制步进电机的系统分块图如下图所示。(4)系统软件设定修订为了防止输入脉冲频率过快导致电机失步，可以用单片微型计算机缓冲技术输入脉冲，然后进行脉冲分配，分配时留心脉冲率。 脉冲分配模块按时间扫描所述缓冲器UE针织面料，并且在所述缓冲器UE针织面料不为零的情况下，将缓冲器UE针织面料针对每个输入脉冲加一，然后将缓冲器UE针织面料减1且将分配脉冲停止为了使三相水平变化为云同步，应该在普计程仪拉姆考虑。 如果异步分配脉冲，电机可能会错误旋转。为了使电滚子以最快速度运行，如图1.10所示，需要用梯形曲线分配脉冲分配速度。 图的意思是，开始时(零转速)的脉冲分配慢，电滚子旋转

14、后，脉冲速率逐渐变快，达到最高速率。停止时，不能立即停止。 必须先降低脉冲率，最后再降低到零，停止电滚子。图1.10脉冲率分配(5)硬件设定修订图第1部表：根据投入产出连接端子分配表，完成的PLC外部连接图如下所示。(6)普计程仪拉姆表：制作该步进大头针电机的PLC控制计程仪程序的说明和程序列表如下：该计程仪程序的第0-7个指令为程序运行初始化，可设定步进电机的转速残奥表，PLC接通电源后即可运行第8-11条指令是该计程仪程序运行的开始、停止控制段，X000接通，步进电机开始运行，X001接通时，步进电机停止运行第12-48个指令是对步进电动机执行一个通电周期的6个步进大头针指令，通过第48个

15、门指令“RET”的作用，该步进大头针电动机可以继续运行，直到X001接通。第85条指令是程序结束指令，要变更步进大头针电动机的转速，只要变更状态暂存器DO的残奥表即可。0液晶屏M8002战斗机28输出T0D01塞特S029液晶屏T03电视节目K5D030塞特S238液晶屏X00031超时空要塞S239或者M032输出Y00110安妮X00133输出Y00211输出M034输出T1D012超时空要塞S035液晶屏T113液晶屏M036塞特S2414塞特S2037超时空要塞S2415超时空要塞S2038输出Y00216输出Y00039输出T0D017输出T0D040液晶屏T018液晶屏T041塞特

16、S2519塞特S2142超时空要塞S2520超时空要塞S2143输出Y00221输出Y00044输出Y00022输出Y00145输出T1D023输出T1D046液晶屏T124液晶屏T147输出S025塞特S2248RET26超时空要塞S2249结束27输出Y0014 .请设置、修改油压系统，实现“快进工作快退停止”的循环。 具体要求如下1 )仅在快进时，采用“液压杆的运动速度最快”原则的连接方式2 )进路具有压力过负荷保护定功能3 )门回路具有切换“有背压”和“无背压”的功能4 )停止时，液压缸的两室被关闭，活塞在任何位置都可以停止，可以承受一定的正负荷5 )油箱具有过滤功能。答案：注：1 .快进时，由于有差动连接，液压杆的运动速度最快2 .在供油路上设置泄压阀，实现压力过负荷保护3 .