步进电动机(第7章)技术方案.ppt

θe继续增加，电磁转矩反向减小，与其平衡的外转矩也变小，直到θe= 2π时，外转矩又变成0值。转子转动一个齿距（ 一对极距，即2π电角度） 1 θe= 2π 1 θe = 3π/2 T1 1 θe = 7π/4 T1 由于步进电机所产生的转矩是与外转矩相平衡的，因此上述外转矩随失调角θe变化的规律，就是步进电机产生的静态转矩T 随失调角θe的变化规律。这个规律即T = f（ θe ）曲线，称为步进电机的距角特性。其形态近似正弦曲线。 θe T 0 3π/2 π/2 π 1 θe= π/2 T1 Tem θe 当θe+π时，转矩的方向是使转子位置趋向失调角为0，与θe角增加的方向相反，故取转矩为负值。当θe +π时，转矩的方向与θe角增加的方向相同，故取转矩为正值。 转子位置不同，电机产生的转矩是不同的。 θe T 0 3π/2 π/2 π 1 θe= π/2 T1 θe Tem T1 1 θe=5π/4 θe Tem 步进电动机距角特性上的静态转矩最大值Tjmax表示了步进电动机承受负载的能力，它与步进电动机很多特性的优劣有直接的关系。是步进电动机的最主要性能指标之一。 1 θe= π/2 T1 Tem θe θe T 0 -π/2 π/2 Tjmax 现推导三相步进电动机两相同时通电时的距角特性。 6. 多相通电的距角特性： 按叠加原理，多相通电时的矩角特性近似的可以由各自通电时的矩角特性叠加起来求出。 设转子失调角θe 起始点（=0）在A相定子齿轴线处，则A相通电时的矩角特性是一条过0点的正弦曲线，可以用下式表示 TA= -Tjmax sin θe B相通电时的矩角特性也是一条正弦曲线，但其平衡位置落后A的一个步距角（电角度120） TB= -Tjmax sin （θe –120 o ） θe T 0 TA 60o 120o TB TAB 当 A、B 两相同时通电时，合成距角特性应为两者相加，即 TAB= TA + TB = -Tjmax sin （θe –60 o ） 单相、两相通电时的距角特性 转矩向量图 TA TB TAB 三相步进电动机两相同时通电时，最大静态转矩值与单相通电时的最大静态转矩值相等。也就是说，对三相步进电动机来说，不能依靠增加通电相数来提高转矩，这是三相步进电动机一个很大的缺点。 θe T 0 TA 60o 120o TB TAB Tjmax TBC TAB θe T 0 TA TB TC 五相步进电动机的 单相、两相、三相通电时矩角特性 若不用三相，而用更多相时，多相通电是否能提高转矩呢？ TA TAB TB TC TABC 五相步进电动机转矩向量图 m 相电机，n 相同时通电距角特性的一般表达式： m 相电机，n 相同时通电时转矩最大值与单相通电时转矩最大值之比 五相电动机两相通电时转矩最大值为 五相电动机三相通电时转矩最大值为 一般而言，除了三相外，多相电机的多相通电都能提高输出转矩，故一般功率较大的步进电动机（称为功率步进电动机）都采用大于三相的电动机，而且是多相通电的分配方式。 二、单步运行状态 1 什么是单步运行状态？ 输入脉冲频率非常低，加第二脉冲之前，前一步已经走完，转子运行已经停止的运行状态。 2 步进电动机的单步运行 θe T 0 TA 60o 120o TB TAB 图中失调角θe 是 A 相定子齿轴线与转子齿轴线之间的夹角。θe = 0是 A 相定子齿轴线与转子齿轴线相重合时的转子位置，称平衡位置。 θe T 0 TA 60o 120o TB TAB 空载时，转子停在θe = 0 位置，此时B 相通电，转矩从 o 到 a ，转矩为 TBa= Tjmax sin 120 o T 转子从 0 移动到θeb（ 120o电角度）电机前进了一步。 如果不断送入控制脉冲，电机就不断地一步一步转动。此即步进电动机空载作单步运行的情况。 θe o TA TB θeb a TC 2θeb 一步 一步 当电机带恒定负载时，A相通电，转子停在失调角为θea 的位置上，此时电磁转矩TA与负载转矩TL相等转子处于平衡。如果送入控制脉冲，转换到B 相通电，则转子所受的有效转矩为电磁转矩TB与负载转矩TL之差，转子在此转矩的作用下转动。 θe T o TA TB θeb TC θea 一步 一步 θbe 2θbe TL b a 转子转过一个步距角120 o，由θe =θea转到新的平衡位置θe =θeb。这样，当绕组不断的换接时，电机也不断地作步进运动，步距角仍为120 o 电角度。 通常情况下，实际步距角与理论步距角稍有偏差。 b θbe a θe T o TA TB θeb