第五章步进电机.ppt

第五章步进电机;第一节 概述; 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的 结构和工作原理。;1.三相单三拍;; 这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。;;; 三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：A?AB ?B ?BC ?C ? CA，每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15?（步距角）， 一个通电循环周期(6拍)转子转过90? (齿距角)。;AB通电; 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：;齿距角是9?；定子仍是 6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿。;一、 运行特性及影响因素 基本特点 工作时的步数或转速（角度控制或速度控制）只与控制脉冲同步，而与电压、负载、温度、冲击（环境条件）等因素无关。 按控制要求进行启动、停止、反转或改变速度。 应用广泛（在数字控制系统中）。;2. 矩角特性 ——反映步进电动机电磁转距T随偏转角 变化的关系。 初始平衡位置——定子一相绕组通电，转子无负载转矩，转子齿与通电相磁极上小齿对齐。 转子偏转角 （空间角）——转子齿偏离初始平衡位置的角度（转子有负载作用，电磁转矩与负载转矩平衡）。 电角度 ——空间角度的Z倍，即 。 矩角特性曲线 。; 近似一条正弦曲线。 时，T达到最大静转矩 （定、转子齿错开1/4齿距）。 反映了步进电动机带负载的能力（负载转矩＝（0.3～0.5） ）。 “稳定运行”;3. 脉冲信号频率对运行的影响;4. 转子机械惯性对运行的影响 受机械惯性作用，在启动阶段，转子落后于应转过的角度，一般会跟上来，严重（ ）时会启动不起来。 在运转时，因惯性作用，经过几次振荡后才停下来，严重时会引起失步。 措施：采用阻尼方法，消除或减弱步进电机的振荡。;二、 主要性能指标和注意事项 主要性能指标 1) 步距角 ——步进电动机的主要性能指标之一，它直接影响启动和运行频率。 式中： ——传动比； ——负载轴要求的最小位移增量（或称脉冲当量）。 2) 最大静转矩 式中： ——步进电动机??动转矩； ——最大静负载转矩。 通常取 。;3) 空载启动频率 ——步进电动机在空载情况下，不失步启动所允许的最高频率。 在负载情况下，不失步启动所允许的最高频率随负载的增加而显著下降。 4) 连续运行频率 ——当步进电动机运行频率连续上升时，电动机不失步运行的最高频率。 矩频特性是指在连续运行状态下，步进电动机的电磁力矩随频率的升高而急剧下降的特性。 注： 与负载有关；在同样负载下， 。;5) 精度——用一周内最大的步距角误差值表示。 步距精度 式中： ——负载轴上所允许的角度误差。 6) 输入电压U、输入电流I和相数m三项指标与驱动电源有关。;2. 注意事项 驱动电源的优劣对控制系统的运行影响极大。 若负载转动惯量较大，则在低频下启动，再上升到工作频率；停车时从工作频率下降到适当频率再停车。 在工作过程中，尽量避免由负载突变而引起的误差。 在工作中若发生失步现象，先检查负载（是否过大）、电源电压（是否正常），再检查驱动电源输出波形（是否正常），不应随意变换元件。;Thank You!第五章步进电机;第一节 概述; 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的 结构和工作原理。;1.三相单三拍;; 这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。;;; 三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：A?AB ?B ?BC ?C ? CA，每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15?（步距角）， 一个通电循环周期(6拍)转子转过90? (齿距角)。;AB通电; 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：;齿距角是9?；定子仍是 6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿。;一、 运行特性及影响因素 基本特点 工作时的步数或转速（角度控制或速度控制）只与控制脉冲同步，而与电压、负载、温度、冲击（环境条件）等因素无关。 按控制要求进行启动、停止、反转或改变速度。 应用广泛（在数字控制系统中）。;2. 矩角特性 ——反映步进电动机电磁转距T随偏转角 变化的关系。 初始平衡位置——定子一相绕组通电，转子无负载转矩，转子齿与通电相磁极上小齿对齐。 转子偏转角 （空间角）——转子齿偏离初始平衡位置的角度（转