交流伺服電機(jī)的工作原理

1、下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 執(zhí)行元件的種類(lèi)交 流 (AC)伺 服 電 動(dòng) 機(jī)直 流 (DC)伺 服 電 動(dòng) 機(jī)步 進(jìn) 電 機(jī)其 它 電 機(jī)雙 金 屬 片形 狀 記 憶 合 金壓 電 元 件其 它電 磁 鐵 及 其 它與 材 料 有 關(guān)氣 壓 馬 達(dá)氣 缸液 壓 馬 達(dá)油 缸電 動(dòng) 機(jī)電 磁 式液 壓 式氣 壓 式執(zhí)行元件下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)伺服電動(dòng)機(jī)控制方式的基本形式下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返

2、回上一頁(yè)上一頁(yè) 伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其 伺服電動(dòng)機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動(dòng)控伺服電動(dòng)機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 交流伺服電動(dòng)機(jī)就是一臺(tái)交流伺服電動(dòng)機(jī)就是一臺(tái)兩相交流異步電機(jī)。兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差它的定子上裝有空間互差9090 的的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組控制繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子內(nèi)定子下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總

3、目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)放放大大器器檢檢測(cè)測(cè)元元件件2U2I+U+控制繞組控制繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組UCU1I1U+ 勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容C , 是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近相位差接近9090 , ,從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 1UCU1I1U下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)2UU放放大大器器檢檢測(cè)測(cè)元元件件2U2I+U+控制繞組控制繞組1I2I下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)

4、下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)02 s121 sss01 s22 s21 s1T2T正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反反下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)02 s121 sss01 s22 s21 s1T2T下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)0.8 U20.6 U2on下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為0.1-100 W，電源頻率分電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如用泛，如用在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。在各種自動(dòng)控制

5、、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)工作原理也與直流電動(dòng)機(jī)工作原理也與直流電動(dòng)機(jī)相同。相同。供電方式：供電方式：他勵(lì)供電。勵(lì)磁繞組和電樞分別由兩他勵(lì)供電。勵(lì)磁繞組和電樞分別由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電。個(gè)獨(dú)立的電源供電。U1為勵(lì)磁電壓，為勵(lì)磁電壓，U2為電樞電壓為電樞電壓MU1I1I2U2U+直流伺服電動(dòng)機(jī)的接線圖直流伺服電動(dòng)機(jī)的接線圖下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 直流伺服電機(jī)的機(jī)直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性與他勵(lì)直流電機(jī)械特性與他勵(lì)直流電機(jī)相同一樣，也可用下式相同一樣，也可用下式表示表示TKKRKUnTEE2a2 機(jī)械特性曲線如圖所示

6、。機(jī)械特性曲線如圖所示。直流伺服電動(dòng)機(jī)的直流伺服電動(dòng)機(jī)的n=f(T)曲線曲線(U1=常數(shù)常數(shù))U20.8U20.6U20.4U2nTO下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控制等。制等。 直流伺服電機(jī)輸出功率一般為直流伺服電機(jī)輸出功率一般為1-600W。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器。在許測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器。在許多自動(dòng)控制系統(tǒng)中，它被用來(lái)

7、測(cè)量旋轉(zhuǎn)裝置的多自動(dòng)控制系統(tǒng)中，它被用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速，向控制電路提供與轉(zhuǎn)速大小成正比的信轉(zhuǎn)速，向控制電路提供與轉(zhuǎn)速大小成正比的信號(hào)電壓。號(hào)電壓。測(cè)速發(fā)電機(jī)分為交流和直流兩種類(lèi)型。測(cè)速發(fā)電機(jī)分為交流和直流兩種類(lèi)型。 交流測(cè)速發(fā)電機(jī)又分為同步式和異步式兩交流測(cè)速發(fā)電機(jī)又分為同步式和異步式兩種，這里只分析異步式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作種，這里只分析異步式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理。原理。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組輸出繞組輸出繞組 異步式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子異步式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機(jī)相似，它的定子上有兩

8、個(gè)繞組，交流伺服電機(jī)相似，它的定子上有兩個(gè)繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組，一個(gè)是輸出繞組。一個(gè)是勵(lì)磁繞組，一個(gè)是輸出繞組。輸出輸出繞組繞組2U+勵(lì)磁勵(lì)磁繞組繞組1U1I1+下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 工作時(shí)，測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接交流電工作時(shí)，測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接交流電源源U U1 1，由，由 U U1 1 4.44 4.44 f1 1N N1 1 1 1 可知：可知：11U 當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子切割子切割 1 1產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)E Er r和轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電流I Ir r，它們的大小與它們的大小與

9、1 1和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 成正比：成正比：nEI1rr 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 Ir也產(chǎn)生磁通也產(chǎn)生磁通 r ， r 在輸出繞組在輸出繞組中感應(yīng)出電壓中感應(yīng)出電壓U2 ， U2的大小與的大小與 r r成正比：成正比：下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)r2 U 綜合上述分析可知：綜合上述分析可知：nUnU112 當(dāng)當(dāng) U U1 1恒定不變時(shí)，恒定不變時(shí)， U U2 2與與n 成正比，這樣，成正比，這樣，發(fā)電機(jī)就把被測(cè)裝置的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓發(fā)電機(jī)就把被測(cè)裝置的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓信號(hào)，輸出給控制系統(tǒng)。信號(hào)，輸出給控制系統(tǒng)。 由于鐵心線圈電感的非線性影響，交流測(cè)由于鐵心線

10、圈電感的非線性影響，交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出速發(fā)電機(jī)的輸出電壓電壓 U U2 2與與n 間存在著一定的非間存在著一定的非線性誤差，使用時(shí)要注意加以修正。線性誤差，使用時(shí)要注意加以修正。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)分永磁式和他勵(lì)式兩種。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)分永磁式和他勵(lì)式兩種。兩種電機(jī)的電樞相同，工作時(shí)電樞接負(fù)載電阻兩種電機(jī)的電樞相同，工作時(shí)電樞接負(fù)載電阻RL。但永磁式的定子使用永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，。但永磁式的定子使用永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，因而沒(méi)有勵(lì)磁線圈；他勵(lì)式的結(jié)構(gòu)與直流伺服因而沒(méi)有勵(lì)磁線圈；他勵(lì)式的結(jié)構(gòu)與直流伺服電機(jī)相同，工作時(shí)勵(lì)磁繞組加直流電壓電機(jī)相同，工作

11、時(shí)勵(lì)磁繞組加直流電壓U1勵(lì)磁。勵(lì)磁。他他勵(lì)式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)接線圖勵(lì)式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)接線圖TGRLI2U2+Ra+EI1U1+下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 當(dāng)被測(cè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)被測(cè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)電樞產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E，其大小為：，其大小為：nKE E 發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的輸出電壓為：輸出電壓為：2a2a2 IRnKIREUE 上式中代入：上式中代入：L22RUI 于是于是nRRKUEL2a1 下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 可見(jiàn)，當(dāng)勵(lì)磁電壓可見(jiàn)，當(dāng)勵(lì)磁電壓U1保持恒定時(shí)（保持恒定時(shí)（ 亦亦恒恒定定

12、），若，若Ra、RL不變，則輸出電壓不變，則輸出電壓U2的大小的大小與與電樞轉(zhuǎn)速電樞轉(zhuǎn)速 n 成正比。成正比。這樣，發(fā)電機(jī)就把被測(cè)裝這樣，發(fā)電機(jī)就把被測(cè)裝置的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓信號(hào)，輸出給控制置的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓信號(hào)，輸出給控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。0nU2RL2RL1RL= RL2RL1下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 值得注意的是，由于直流電機(jī)中存在著電值得注意的是，由于直流電機(jī)中存在著電樞反應(yīng)現(xiàn)象，使得輸出電壓樞反應(yīng)現(xiàn)象，使得輸出電壓U2與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n 有一定有一定的線性誤差。的線性誤差。 RL越小、越小、n 越大，誤差越大。因越大，誤差越大。因此，在使用中應(yīng)使此，

13、在使用中應(yīng)使RL和和 n的大小符合的大小符合直流測(cè)速直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的技術(shù)要求。發(fā)電機(jī)的技術(shù)要求。 測(cè)速發(fā)電機(jī)的作用是將機(jī)械速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷簻y(cè)速發(fā)電機(jī)的作用是將機(jī)械速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置中作為檢測(cè)元信號(hào)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置中作為檢測(cè)元件、校正元件等。如在恒速控制系統(tǒng)中，測(cè)速發(fā)件、校正元件等。如在恒速控制系統(tǒng)中，測(cè)速發(fā)電機(jī)將速度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，達(dá)到電機(jī)將速度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，達(dá)到調(diào)節(jié)速度的作用。調(diào)節(jié)速度的作用。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) ( 步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信

14、號(hào)轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)電脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段沖，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。距離。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 種類(lèi)種類(lèi)：勵(lì)磁式勵(lì)磁式和和兩種。兩種。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 下面以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的下面以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。結(jié)構(gòu)和工作原理。如下：如下：ABCIAIBIC 定子內(nèi)圓周定子內(nèi)圓周均勻分布著六個(gè)均勻分布著六個(gè)磁極，磁極上有磁極，磁極上有勵(lì)磁繞組，每?jī)蓜?lì)磁繞組，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的繞組

15、組個(gè)相對(duì)的繞組組成一相。采用成一相。采用Y連接，轉(zhuǎn)子有四連接，轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒。個(gè)齒。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 由于磁力線總是要通過(guò)磁阻最小的路徑閉合，由于磁力線總是要通過(guò)磁阻最小的路徑閉合，因此會(huì)在磁力線扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)因此會(huì)在磁力線扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 現(xiàn)以現(xiàn)以A B C A的通電順序，使三相繞組的通電順序，使三相繞組 輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)情況。輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)情況。BCIAIBIC下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)CABBCA3412

16、A相繞組通電，相繞組通電，B、C相相不通電。氣隙產(chǎn)生以不通電。氣隙產(chǎn)生以A-AA-A為軸線為軸線的磁場(chǎng)，而磁力線總是力圖從的磁場(chǎng)，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過(guò)，故電動(dòng)磁阻最小的路徑通過(guò)，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：到左圖所示位置：1、3齒與齒與A、A極對(duì)齊。極對(duì)齊。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)CABBCA3412同理，同理，B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)30 角，角，2、4齒和齒和B、B 磁極軸線對(duì)齊；當(dāng)磁極軸線對(duì)齊；當(dāng)C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子相通電時(shí)，轉(zhuǎn)

17、子再轉(zhuǎn)過(guò)再轉(zhuǎn)過(guò)30 角，角，1、3齒和齒和C 、C磁極軸線對(duì)齊。磁極軸線對(duì)齊。1C342CABBA下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，所以稱(chēng)為三相單三拍工作方式。所以稱(chēng)為三相單三拍工作方式。 按按AB C A 的順序給三相繞組的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。每一拍轉(zhuǎn)輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。每一拍轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)30( (步距角步距角) )，每個(gè)通電循環(huán)周期，每個(gè)通電循環(huán)周期( (3拍拍) )磁

18、場(chǎng)在磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)了空間旋轉(zhuǎn)了360而轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)90( (一個(gè)齒距角一個(gè)齒距角) )。 按按AAB B BC C CA的順序給三相的順序給三相繞組輪流通電。繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制這種方式可以獲得更精確的控制特性。特性。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)CABBCA3412CABBCA3412 A相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒與齒與A、A 對(duì)齊。對(duì)齊。 A、B相同時(shí)通電，相同時(shí)通電，A、A 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)15 ，到達(dá)左圖到達(dá)左圖所示位置。所示位置。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄

19、總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)CABBCA3412 B B 相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子2、4齒與齒與B、B 對(duì)齊對(duì)齊, ,又轉(zhuǎn)又轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)15 。3412CABBCA B、C相同時(shí)通電，相同時(shí)通電，C 、C 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)15 。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周期如下：期如下：AAB B BC C CA，每個(gè)循每個(gè)循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)15 （步距角），（步距角），一一個(gè)通電循環(huán)周期

20、個(gè)通電循環(huán)周期( (6拍拍) )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)90 ( (齒距角齒距角) )。 與單三拍相比，六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)角更與單三拍相比，六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。 按按AB BC CA的順序給三相繞組輪流通的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時(shí)通電電。每拍有兩相繞組同時(shí)通電。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)AB通電通電CABBCA3412BC通電通電3412CABBCACA通電通電CABBCA3412 與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動(dòng)時(shí)每個(gè)通電與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動(dòng)時(shí)每個(gè)通電循循環(huán)周期也分為三

21、拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)30 ( (步距角步距角) )，一一個(gè)通電循環(huán)周期個(gè)通電循環(huán)周期( (3拍拍) )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)90 ( (齒距角齒距角) )。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 從以上對(duì)步進(jìn)電機(jī)三種驅(qū)動(dòng)方式的分析可從以上對(duì)步進(jìn)電機(jī)三種驅(qū)動(dòng)方式的分析可得步距角計(jì)算公式：得步距角計(jì)算公式：mZr360 步距角步距角Zr 轉(zhuǎn)子齒數(shù)轉(zhuǎn)子齒數(shù)m 每個(gè)通電循環(huán)周期的拍數(shù)每個(gè)通電循環(huán)周期的拍數(shù) 實(shí)用步進(jìn)電機(jī)的步距角多為實(shí)用步進(jìn)電機(jī)的步距角多為3 和和1.5 。為了。為了獲得小步距角，電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的，獲得小步距角，電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子都做成多

22、齒的，如教材圖如教材圖10.4.4所示。圖中轉(zhuǎn)子表面有所示。圖中轉(zhuǎn)子表面有4040個(gè)齒，個(gè)齒，下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)齒距角是齒距角是9 9 ；定子仍是定子仍是 6 6個(gè)磁極，但每個(gè)磁極表個(gè)磁極，但每個(gè)磁極表面加工有五個(gè)和轉(zhuǎn)子一樣的齒。面加工有五個(gè)和轉(zhuǎn)子一樣的齒。應(yīng)用：應(yīng)用：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)根據(jù)數(shù)控裝置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令帶動(dòng)電位器的發(fā)出的指令帶動(dòng)電位器的動(dòng)觸電轉(zhuǎn)動(dòng)，使其偏離中動(dòng)觸電轉(zhuǎn)動(dòng)，使其偏離中點(diǎn)產(chǎn)生電位差，經(jīng)放大后點(diǎn)產(chǎn)生電位差，經(jīng)放大后控制伺服閥的開(kāi)口量，壓力油經(jīng)閥口進(jìn)入油缸，使控制伺服閥的開(kāi)口量，壓力油經(jīng)閥口進(jìn)入油缸，使機(jī)械手按照存儲(chǔ)在數(shù)控裝置中

23、的指令動(dòng)作。機(jī)械手按照存儲(chǔ)在數(shù)控裝置中的指令動(dòng)作。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理主要解決如下幾個(gè)問(wèn)題：主要解決如下幾個(gè)問(wèn)題： (1) 用軟件的方法實(shí)現(xiàn)脈沖序用軟件的方法實(shí)現(xiàn)脈沖序列；列； (2) 步進(jìn)電機(jī)的方向控制；步進(jìn)電機(jī)的方向控制； (3) 步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)。微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 1脈沖序列的生成脈沖序列的生成圖圖 脈沖序列脈沖序列微機(jī)控制技術(shù)P130P130下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回

24、返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 脈沖幅值脈沖幅值 由數(shù)字元件電平?jīng)Q定。由數(shù)字元件電平?jīng)Q定。 TTL 0 5V CMOS 0 10V 接通和斷開(kāi)時(shí)間可用延時(shí)的辦法控制。接通和斷開(kāi)時(shí)間可用延時(shí)的辦法控制。 要求：確保步進(jìn)到位。要求：確保步進(jìn)到位。微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 2方向控制方向控制 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序相關(guān)。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序相關(guān)。 三相步進(jìn)電機(jī)有三種工作方式：三相步進(jìn)電機(jī)有三種工作方式： 單三拍，通電順序?yàn)閱稳?，通電順序?yàn)?ABC ； 雙三拍，雙三拍， 通電順序?yàn)橥婍樞驗(yàn)?AB

25、BCCA ； 三相六拍，通電順序?yàn)槿嗔?，通電順序?yàn)?AABBBCCCA ； 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理微機(jī)控制技術(shù) 改變通電順序可以改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向改變通電順序可以改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理3.步進(jìn)電機(jī)通電模型的建立：步進(jìn)電機(jī)通電模型的建立：（1）用微型機(jī)輸出接口的每一位控制一相繞組，）用微型機(jī)輸出接口的每一位控制一相繞組，【例如】用【例如】用 8255 控制三相步進(jìn)電機(jī)時(shí)，控制三相步進(jìn)電機(jī)時(shí)， 可用可用 PC.O、PC.1、PC.2 分別接至步進(jìn)電機(jī)的分別接至步進(jìn)電機(jī)的 A、 B

26、、 C 三相繞組。三相繞組。（2）根據(jù)所選定的步進(jìn)電機(jī)及控制方式，寫(xiě)出相）根據(jù)所選定的步進(jìn)電機(jī)及控制方式，寫(xiě)出相應(yīng)控制方應(yīng)控制方 式的數(shù)學(xué)模型。式的數(shù)學(xué)模型。 上面講的三種控制方式的數(shù)學(xué)模型分別為：上面講的三種控制方式的數(shù)學(xué)模型分別為：微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 三相單三拍三相單三拍步步 序序 控控 制制 位位 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) 控控 制制 模模 型型 PC.7PC.6PC.5PC.4PC.3PC.2C相相 PC.1B相相 PC.0A相相 100000001A01H200000010B02H300000

27、100C04H微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 三相雙三拍三相雙三拍用用 P1P1口口 的的 P1.2 P1.2 、P1.1P1.1、P1.0 P1.0 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) C C、B B、A A 相相 進(jìn)進(jìn)行控行控制制 。下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 同理，可以得出雙三拍和三相六拍的控制模型：同理，可以得出雙三拍和三相六拍的控制模型： 雙三拍雙三拍 03H，06H，05H 三相六拍三相六拍 01H，03H，02H，06H，04H，05H 以上為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的控制順序及數(shù)學(xué)模型，以上為步進(jìn)電機(jī)

28、正轉(zhuǎn)時(shí)的控制順序及數(shù)學(xué)模型， 如按逆序進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)將向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如按逆序進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)將向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì) 4.步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口電路步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口電路（1）由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，所以微型機(jī)與）由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，所以微型機(jī)與 步進(jìn)電機(jī)的連接都需要專(zhuān)門(mén)的接口及驅(qū)動(dòng)電路。步進(jìn)電機(jī)的連接都需要專(zhuān)門(mén)的接口及驅(qū)動(dòng)電路。 接口電路可以是鎖存器，也可以是可編程接口芯片，接口電路可以是鎖存器，也可以是可編程接口芯片，如如 8255、8155等。等。 驅(qū)動(dòng)器可用大功率復(fù)

29、合管，也可以是專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器可用大功率復(fù)合管，也可以是專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器。 光電隔離器，一是抗干擾，二是電隔離，光電隔離器，一是抗干擾，二是電隔離，微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)接口電路之一步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)接口電路之一 微機(jī)控制技術(shù)1 10 00 01 10 00 0 1 10 00 0下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì) 總之，總之， 只要按一定的順序只要按一定的順序 改變改變 P1.0P1.2 三位通電的狀況，三位通電的狀況， 即可控制步進(jìn)電機(jī)

30、依選定的方向步進(jìn)。即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì) 由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大，由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大， 可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離器，器， 以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。 如如 圖圖4-25微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)接口電路之二步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)接口電路之二 微機(jī)控制技術(shù)0 00 01 10 01 11

31、 11 10 00 0下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)2.步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)(1)步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： 判斷旋轉(zhuǎn)方向；判斷旋轉(zhuǎn)方向； 按順序傳送控制脈沖；按順序傳送控制脈沖； 判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。（2）程序框圖下面以三相雙三拍為例說(shuō)明這類(lèi)程序的設(shè)計(jì).微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)圖圖4.46 4.46 三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)控制程序流程圖三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)控制程序流程圖 p134p134微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目

32、錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì) ORGORG0100H0100HROUNT1ROUNT1：MOVMOVA A，#N#N；步進(jìn)電機(jī)步數(shù)；步進(jìn)電機(jī)步數(shù)A A JNB JNB00H00H，LOOP2LOOP2；反向，轉(zhuǎn)；反向，轉(zhuǎn) LOOP2LOOP2LOOP1LOOP1： MOVMOVP1P1，#03H#03H；正向，輸出第一拍；正向，輸出第一拍 ACALLACALL DELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDECA A；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONEDONE JZ JZDONEDONE MOV MOVP1P1，06H06H；輸出第二拍；輸出第二拍 ACALLACALL

33、 DELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDECA A；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONEDONE JZ JZDONEDONE MOV MOVP1P1，05H05H；輸出第三拍；輸出第三拍 ACALLACALL DELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDECA A；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)LOOP1LOOP1 JNZJNZ LOOP1LOOP1（3 3）程序）程序 根據(jù)圖根據(jù)圖4-464-46可寫(xiě)出如下步進(jìn)電機(jī)控制程序可寫(xiě)出如下步進(jìn)電機(jī)控制程序微機(jī)控制技術(shù)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)微機(jī)控制技術(shù) AJMP DONE AJMP DONE ；A

34、 A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONEDONELOOP2LOOP2： MOVMOV P1 P1，03H03H；反向，輸出第一拍；反向，輸出第一拍 ACALL DELAY ACALL DELAY ；延時(shí)；延時(shí)DEC ADEC A；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONDON JZ JZ DONE DONE MOV P1 MOV P1，05H05H；輸出第二拍；輸出第二拍 ACALL DELAYACALL DELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDEC A A JZ JZ DONE DONE； MOVMOV P1 P1，06H06H；輸出第三拍；輸出第三拍 ACALL DELAYACALL DELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDEC A

35、 A ；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)LOOP2LOOP2 JNZ JNZ LOOP2 LOOP2DONEDONE： RETRETDELAY： 下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)計(jì)算例題（直線運(yùn)動(dòng))1. 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 2. 動(dòng)力學(xué)計(jì)算3. 選擇同步帶直徑和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)m4. 計(jì)算電機(jī)力矩，選擇電機(jī)型號(hào)下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)四、計(jì)算例題（直線運(yùn)動(dòng)）已知：直線平臺(tái)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最大行程L400 mm，同步帶傳動(dòng)；往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期為T(mén) 4s；重復(fù)定位誤差 0.05 mm；平臺(tái)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量M 10 kg，無(wú)外力。求：電機(jī)型號(hào)、同步帶輪直徑、最大細(xì)分?jǐn)?shù)。 平臺(tái)結(jié)

36、構(gòu)簡(jiǎn)圖1. 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 平均速度為： 設(shè)加速時(shí)間為0.1 S；(步進(jìn)電機(jī)一般取加速時(shí)間為：0.11秒) (伺服電機(jī)一般取加速時(shí)間為：0.050.5秒) 則加減速時(shí)間共為0.2 S，且加減速過(guò)程的平均速度為最大速度的一 半。 smV/ 2 . 02/4 . 0下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)故有：L 0.2 Vmax / 2 1.8 Vmax 0.4 m得： Vmax 0.4 / （ 0.2 / 2 1.8 ） 0.211 m/s所以，加速度為：2m/s 11.21 .00211.0tV a加速距離：勻速距離：減速距離和加速距離相同， m 0106. 01 . 011.

37、 2212122001atVSSm 380. 08 . 1211. 0max2tVSm 0106. 013 SSm 401.0321SSSS2.動(dòng)力學(xué)計(jì)算 同步帶上需要拉力： F M a + f摩擦力：f M g設(shè)導(dǎo)軌摩擦系數(shù) 0.1 則摩擦力：f 0.1 10 9.8 9.8 N慣性力: F1 M a 10 2.11 21.1 N故：同步帶上要有拉力 F F1+ f 21.19.8 30.9 N 下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)3. 選擇同步帶直徑和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)m 設(shè)同步帶直徑30 mm周長(zhǎng)為C3.14 3.14 30 94.2 mm 核算定位精度：脈沖當(dāng)量 C

38、/ (200 m) C / (200 0.05)= 94.2 / (200 0.05) = 9.42 核算最大轉(zhuǎn)速：nmax Vmax/ C 0.211 / (94.2/1000) 2.24 r/s第2級(jí)主動(dòng)輪直徑仍取：3 30 mm；第1級(jí)主動(dòng)輪直徑?。? 25 mm；減速比?。篿 1 ：3；顯然，細(xì)分?jǐn)?shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低。但是，同步帶直徑也不可能小2倍，所以只能增加一級(jí)減速下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)則第1級(jí)從動(dòng)輪直徑為?。?75 mm；電機(jī)最大轉(zhuǎn)速為：驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)：故，取4細(xì)分就很合適了。實(shí)際脈沖當(dāng)量： 4.計(jì)算電機(jī)力矩，選擇電機(jī)型號(hào) 第2級(jí)主動(dòng)輪上的力矩：

39、T2F3 / 2 第1級(jí)主動(dòng)輪上，即電機(jī)軸上的力矩：T1T2 i F 3 / 2 i = 0.155 Nm 由于沒(méi)有考慮同步帶的效率、導(dǎo)軌和滑塊裝配誤差造成的摩擦、同步帶輪的摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等因素，同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在高速時(shí)扭矩要大幅度下降；所以，取安全系數(shù)為3比較保險(xiǎn)。故，電機(jī)力矩To0.155 3 0.465 Nm)/(72. 6/3maxmaxsrCVn14. 3)/05. 0200/(iCmmmimC04. 0)/200/(下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題 1、什么是步進(jìn)電機(jī)？在何種情況下該使用步進(jìn)電機(jī)？ 步進(jìn)電機(jī)是一種將

40、電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。 您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)調(diào)速的目的。因此在需要準(zhǔn)確定位或調(diào)速控制時(shí)均可考慮使用步進(jìn)電機(jī)。 2、步進(jìn)電機(jī)分哪幾種？有什么區(qū)別？ 步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（），反應(yīng)式（）和混合式（） 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度； 反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家年代已被淘汰。 混

41、合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相四相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 3、什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE）？ 保持轉(zhuǎn)矩（)是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。保持轉(zhuǎn)矩越大則電機(jī)帶負(fù)載能力越強(qiáng)。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。 下一頁(yè)下一頁(yè)總目

42、錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)4、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有幾種？ 一般來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)有恒壓，恒流驅(qū)動(dòng)兩種，恒壓驅(qū)動(dòng)已近淘汰，目前普遍使用恒流驅(qū)動(dòng)。 5、步進(jìn)電機(jī)精度為多少？是否累積？ 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%。步進(jìn)電機(jī)單步的偏差并不會(huì)影響到下一步的精度因此步進(jìn)電機(jī)精度不累積。 6、步進(jìn)電機(jī)的外表溫度允許達(dá)到多少？ 步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降甚至于丟失。因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)說(shuō)，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏度以上，因此步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏度完全正常。7、為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速升高而下降？ 當(dāng)步進(jìn)

43、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。 8、為什么步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲? 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?。我們建議空載啟動(dòng)頻率選定為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)的倍。 下一頁(yè)

44、下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)9、如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲？ 步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來(lái)克服： A、如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過(guò)改變減速比提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度。 、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的，最簡(jiǎn)便的方法。因?yàn)榧?xì)分型驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的相電流變流較半步型平緩。 、換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)，或兩相細(xì)分型步進(jìn)電機(jī)。 、換成直流或交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高。 、在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。10、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代

45、表精度？ 步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn)），其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。比如對(duì)于步進(jìn)角為1.8度的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，如果細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為，那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個(gè)脈沖0.45度，電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45度，還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大；細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。 11、四相驅(qū)動(dòng)合式步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別？ 四相混合式步進(jìn)電機(jī)一般由兩相驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此，連接時(shí)可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián)接法將四相電機(jī)接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較的場(chǎng)合使用。此時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的0.7倍，因而電機(jī)發(fā)熱?。徊⒙?lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合使用（又稱(chēng)高速接法），所需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的1.4倍，因而電機(jī)發(fā)熱較大。 下一頁(yè)下一頁(yè)總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)12、如何確定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器直流供電電源？ 、供電電源供電電壓的確定 混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的供電電源電壓一般是一個(gè)較寬的范圍，電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來(lái)選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快，