步进电机伺服电机结构.pptx

10.1概述0110.2步进电动机022.1结构032.2工作方式042.3小步距角的步进电动机0510.3伺服电动机063.1交流伺服电动机073.2直流伺服电动机08第10章控制电机

前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量转换，例如将电能转换为机械能。本章介绍控制电机。§10.1概述如：伺服机将电压信号转换为转矩和转速；步进机将脉冲信号转换为角位移或线位移。控制电机的主要功能是转换和传递信号。控制电机的种类很多，本章主要介绍步进机、伺服机。对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、重量轻、体积小、运行可靠、耗电少等。

10.2步进电动机机理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。(3)改变脉冲顺序，改变方向。

有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动绘图仪等设备中都得到应用。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。种类：应用：

10.2.1结构定子绕组定子步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极。转子

定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。ABC定子转子IAIBIC

10.2.2工作方式步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。一、三相单三拍（1）三相绕组联接方式：Y型（2）三相绕组中的通电顺序为：A相?B相?C相通电顺序也可以为：A相?C相?B相

（3）工作过程化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。A相通电，A方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转子被磁A相通电使转子1、3齿和AA对齐。CABBCA3412

CABBCA3412同理，B相通电，转子2、4齿和B相轴线对齐，相对A相通电位置转30?；C相通电再转30?。1C342CABBA

01这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。02每来一个电脉冲，转子转过30?。此角称为步距角，用?S表示。03转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。三相单三拍的特点：

二、三相单双六拍三相绕组的通电顺序为：A?AB?B?BC?C?CA?A共六拍。工作过程：A相通电，转子1、3齿和A相对齐。CABBCA3412

A、B相同时通电所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA通电，转子转了15°。（1）BB磁场对2、4齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针方向转动。（2）AA磁场继续对1、3齿有拉力。CABBCA3412

总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为15?。CABBCA3412B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15?。

三、三相双三拍三相绕组的通电顺序为：AB?BC?CA?AB共三拍。AB通电CABBCA3412CABBCA3412BC通电

以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。工作方式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转30?，即?S=30?。CA通电CABBCA3412

10.2.3小步距角的步进电动机实际采用的步进电机的步距角多为3度和1.5度，步距角越小，机加工的精度越高。为产生小步距角，定、转子都做成多齿的，图中转子40个齿，定子仍是6个磁极，但每个磁极上也有五个齿。

转子的齿距等于360?/40=9?，齿宽、齿槽各4.5?。为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽和齿槽和转子相同。

工作原理：假设是单三拍通电工作方式。（1）A相通电时，定子A相的五个小齿和转子对齐。此时，B相和A相空间差120?，含120?/9?=齿A相和C相差240?，含240?/9?=个齿。所以，A相的转子、定子的五个小齿对齐时，B相、C相不能对齐，B相的转子、定子相差1/3个齿（3?），C相的转子、定子相差