chap04_步進(jìn)電機(jī)

1、 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院 4.1 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電機(jī)。主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：步距角和轉(zhuǎn)速不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，僅與脈沖頻率有關(guān)。它每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，在不丟步的情況下運(yùn)行，其步距誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累，從而使它適合于在數(shù)字控制的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，也可用作閉環(huán)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件。主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)：效率較低，需配適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源，帶慣性負(fù)載的能力不強(qiáng)。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院習(xí)題4-1參考答案種類(lèi)：種類(lèi)：勵(lì)磁方式磁阻式(反應(yīng)式

2、)永磁式混合式運(yùn)行方式旋轉(zhuǎn)型直線型平面型系統(tǒng)構(gòu)成：系統(tǒng)構(gòu)成：步進(jìn)電機(jī)脈沖分配器脈沖放大器脈沖信號(hào)輸入4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院 4.2 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理一、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一、反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)單段式多段式 a)徑向磁路 b)軸向磁路4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院徑向磁路1線圈；2定子；3轉(zhuǎn)子軸向磁路1線圈；2定子；3磁軛4轉(zhuǎn)子；5引出線4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院二、工作原理二、工作原理 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三種運(yùn)行方式：三相單三拍運(yùn)行；

3、三相雙三拍運(yùn)行；三相單、雙六拍運(yùn)行 “三相” 指步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)； “單” 指每次只給一相繞組通電；“雙”則是每次同時(shí)給二相繞組通電； “三拍”指通電三次完成一個(gè)循環(huán)4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院1234AABBCCA相導(dǎo)通1234AABBCCB相導(dǎo)通1. 三相單三拍運(yùn)行方式三相單三拍運(yùn)行方式4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院1234AABBCCC相導(dǎo)通AABBCC1234A相導(dǎo)通4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院 按A-B-C-A的順序通電，電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁阻轉(zhuǎn)矩作用下沿ABC方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速直接取決于控制繞組的

4、換接頻率。 定子控制繞組每改變一次通電方式，稱為一拍，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度稱為步距角。36090trZ9033ts齒距角：步距角：4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院2. 三相雙三拍運(yùn)行方式三相雙三拍運(yùn)行方式 按AB-BC-CA-AB或相反的順序通電，每次同時(shí)給兩相繞組通電，且三次換接為一個(gè)循環(huán)。步距角與三相單三拍運(yùn)行方式的步距角相同。AB相導(dǎo)通BC相導(dǎo)通4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院3. 三相單、雙六拍運(yùn)行方式三相單、雙六拍運(yùn)行方式按A-AB-B-BC-C-CA或相反順序通電，即需要六拍才完成一個(gè)循環(huán)，因此步距角為：156906t

5、s1234AABBCCA相導(dǎo)通1234AABBCCB相導(dǎo)通AB相導(dǎo)通4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院A相通電B相通電C相通電AB相通電BC相通電CA相通電 對(duì)于其它相數(shù)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，同樣可以有多種運(yùn)行方式，例如四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有：四相單四拍，四相雙四拍，四相單雙八拍等運(yùn)行方式。 一般而言，無(wú)論幾相電機(jī)以及采用何種運(yùn)行方式，步距角與轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr和拍數(shù)N之間有如下關(guān)系：NZrs360(機(jī)械角度)此處，m為控制繞組相數(shù)，C為狀態(tài)系數(shù)，單三、雙三拍時(shí)，C=1；單雙六拍時(shí)C=2。 如果連續(xù)不斷地輸入脈沖，則電機(jī)轉(zhuǎn)子就連續(xù)旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率有關(guān)。每輸入一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)：mC

6、N 4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院NZr1每秒鐘輸入f 脈沖，則轉(zhuǎn)過(guò) f/ZrN 轉(zhuǎn)，故電機(jī)轉(zhuǎn)速為：NZfnr60rpm4. 小步距角磁阻式步進(jìn)電機(jī)小步距角磁阻式步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子上有均勻分布的40個(gè)齒.940360t31340360360NZrs4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院 小步距角步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子齒數(shù)，必須滿足一定的要求，才能保證電機(jī)產(chǎn)生步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)A相極面下的定、轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊時(shí)，B和C極面下的齒就分別和轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)三分之一的轉(zhuǎn)子齒，即3度。pmpKmKmpZr2212轉(zhuǎn)子齒數(shù)應(yīng)符合：4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)

7、電信學(xué)院4.3 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性運(yùn)行特性一、靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性 靜態(tài)運(yùn)行是指通電狀態(tài)不變，電機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的特性。靜特性靜轉(zhuǎn)矩矩角特性靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)需要清楚的幾個(gè)名稱：(1)初始穩(wěn)定平衡位置初始穩(wěn)定平衡位置：指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在空載情況下，控制4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院指電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的指電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)的重要參數(shù)之一。轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)的重要參數(shù)之一。繞組中通以直流電流時(shí)，轉(zhuǎn)子的最后穩(wěn)定位置;(2)失調(diào)角失調(diào)角 ：指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子偏離初始平衡位置的電角度。在反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子一個(gè)齒

8、距所對(duì)應(yīng)的度數(shù)為2p電弧度或360o電角度電角度；(3)矩角特性矩角特性：在不改變通電狀態(tài)(即控制繞組電流不變)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子失調(diào)角的關(guān)系，即Tf() =0, T=0; 0, T0 ; 0; =p, T=0定子轉(zhuǎn)子4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院221LIWmmdWTd2WLWI()()cos2121qdqd當(dāng)只有一相繞組通電時(shí)，儲(chǔ)存在電機(jī)氣隙中的磁場(chǎng)能量為 磁導(dǎo)變化曲線 ()()()()22211sin224mrdqrdWZdLdTIWIWIZddd rZ4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性()maxmax

9、sinsinrTZT ()()42maxqdrWIZT4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院(4)靜態(tài)穩(wěn)態(tài)區(qū)靜態(tài)穩(wěn)態(tài)區(qū)：在空載時(shí)，穩(wěn)定平衡位置對(duì)應(yīng)于在空載時(shí)，穩(wěn)定平衡位置對(duì)應(yīng)于 =0處，而處，而 =180則為不穩(wěn)定平衡位置。在靜態(tài)情況下，如受外力矩則為不穩(wěn)定平衡位置。在靜態(tài)情況下，如受外力矩的作用使轉(zhuǎn)子偏離穩(wěn)定平衡位置，但沒(méi)有超出相鄰的不穩(wěn)定的作用使轉(zhuǎn)子偏離穩(wěn)定平衡位置，但沒(méi)有超出相鄰的不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，則當(dāng)外力矩除去以后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)轉(zhuǎn)矩作用平衡點(diǎn)，則當(dāng)外力矩除去以后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)轉(zhuǎn)矩作用下仍能回到原來(lái)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)，所以二個(gè)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)之間下仍能回到原來(lái)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)

10、，所以二個(gè)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)之間的區(qū)域構(gòu)成靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。的區(qū)域構(gòu)成靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性最大靜轉(zhuǎn)矩特性4)()(2maxqdrWIZKT(5)最大靜轉(zhuǎn)矩最大靜轉(zhuǎn)矩：Tmax=f(I)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩反映了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大帶負(fù)載能力。是步最大帶負(fù)載能力。是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的重要指標(biāo)之進(jìn)電動(dòng)機(jī)的重要指標(biāo)之一。一。六拍時(shí)的矩角特性族三拍時(shí)的矩角特性族32pseOAOBOCABACT(6) 矩角特性族矩角特性族4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院1. 單脈沖

11、運(yùn)行單脈沖運(yùn)行當(dāng)加上一個(gè)控制脈沖信號(hào)，矩角特性將轉(zhuǎn)移到矩角特性族中的下一條矩角特性曲線，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)到新的穩(wěn)定平衡位置o1。在改變通電狀態(tài)時(shí)，在改變通電狀態(tài)時(shí)，只有當(dāng)轉(zhuǎn)子起始位置位只有當(dāng)轉(zhuǎn)子起始位置位于于ab之間才能使它向之間才能使它向o1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。因此稱區(qū)間點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。因此稱區(qū)間ab為電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的為電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū)。o0p-pTo1serab動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院二、動(dòng)態(tài)特性二、動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)：(-p+se)(p+se)a點(diǎn)與o0點(diǎn)之間的夾角r稱為穩(wěn)定裕度(或裕量角)。裕量角越大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行越穩(wěn)定。2(2)rserrZm

12、CmZ CmCpppp由上式可見(jiàn)，由上式可見(jiàn)，C=1時(shí)，反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)最少為時(shí)，反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)最少為3。電動(dòng)機(jī)的相。電動(dòng)機(jī)的相數(shù)越多，步距角越小，相應(yīng)的穩(wěn)定裕度越大，運(yùn)行的穩(wěn)定性也越好。數(shù)越多，步距角越小，相應(yīng)的穩(wěn)定裕度越大，運(yùn)行的穩(wěn)定性也越好。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院o0p-pTo1Tsto0TL2o1o0p-pTo1Tsto0TL1o1TL1Tst新矩角特性上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不能到達(dá)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)o”1，而是向減小的方向運(yùn)動(dòng)，因此不能作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院mCTTTTsese

13、stppcos2cos2sinmaxmaxmax最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩(又稱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩又稱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩)由此可知，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能帶的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩要比最大靜轉(zhuǎn)矩由此可知，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能帶的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩要比最大靜轉(zhuǎn)矩Tmax小。只有當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。只有當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩)Tst，才能保證電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。才能保證電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。mCTTTTsesestppcos2cos2sinmaxmaxmax當(dāng)C=1時(shí)，m 最小為3；m越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大；C越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院若矩角特性為幅值相等的正弦

14、波時(shí)，可得為減小振蕩幅度和時(shí)間，可增加阻尼：機(jī)械阻尼：增加電機(jī)轉(zhuǎn)子的干摩擦阻力或增加粘性阻力。缺點(diǎn)：增大了慣性，快速性能變壞，體積增大。電氣阻尼：多相激磁阻尼、延遲斷開(kāi)阻尼。優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，效果好。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院轉(zhuǎn)子振蕩過(guò)程：轉(zhuǎn)子振蕩過(guò)程：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零，且不計(jì)阻尼作用時(shí)，用外力使轉(zhuǎn)子偏離穩(wěn) 定平衡位置一個(gè)小角度，然后釋放，則轉(zhuǎn)子將在電磁轉(zhuǎn)矩作用下向穩(wěn)定位置運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)自由振蕩，其運(yùn)動(dòng)方程為：TdtdJeTdtdJsinmax220sin22maxeerdtdTZJreZ022maxeerdtdTZJeesintee00cos解為：JTZrmax

15、0JTZfrmax021p4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院2. 連續(xù)脈沖運(yùn)行連續(xù)脈沖運(yùn)行 極低頻極低頻-連續(xù)步進(jìn)運(yùn)行連續(xù)步進(jìn)運(yùn)行4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院脈沖頻率很低時(shí)的低頻共振脈沖頻率很低時(shí)的低頻共振 頻率介于極低頻與高頻之間，此時(shí)脈沖間隔較長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行一般不會(huì)有問(wèn)題。但是，如果等于或接近于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)低頻共振。A相通電，OAdOBeOBd，此時(shí)第二個(gè)脈沖到來(lái)，通電繞組由B相換為C相，工作點(diǎn)由d移到f，由于轉(zhuǎn)矩為負(fù)，轉(zhuǎn)子返向轉(zhuǎn)動(dòng)向OC移動(dòng)。低頻共振現(xiàn)象 4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南

16、科技大學(xué)電信學(xué)院脈沖頻率很高時(shí)的連續(xù)運(yùn)行脈沖頻率很高時(shí)的連續(xù)運(yùn)行 當(dāng)控制脈沖的頻率很高時(shí)，脈沖間隔的時(shí)間很短，電機(jī)轉(zhuǎn)子尚未到達(dá)第一次振蕩的幅值，甚至還沒(méi)有到達(dá)新的穩(wěn)定平衡位置，下一個(gè)脈沖就到來(lái)。此時(shí)電機(jī)的運(yùn)行已由步進(jìn)變成了連續(xù)平滑的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速也比較穩(wěn)定。 當(dāng)頻率太高時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生失步，甚至還會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩。 連續(xù)運(yùn)行狀態(tài) 4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院起動(dòng)頻率和起動(dòng)特性起動(dòng)頻率和起動(dòng)特性 fst 是指一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下能夠不失步地起動(dòng)的脈沖最高頻率，它的大小與電動(dòng)機(jī)本身參數(shù)、負(fù)載轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，它的大小與電動(dòng)機(jī)本身參數(shù)、負(fù)載轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，以及電源條件等因素

17、有關(guān)。它是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)重要技術(shù)以及電源條件等因素有關(guān)。它是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。指標(biāo)。 fst=f(TL) 起動(dòng)矩頻特性 fst=f(J) 起動(dòng)慣頻特性連續(xù)運(yùn)行頻率與運(yùn)行矩頻特性連續(xù)運(yùn)行頻率與運(yùn)行矩頻特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶一定負(fù)載正常起動(dòng)后，連續(xù)緩慢地升高脈沖頻率，直到不丟步運(yùn)行的最高頻率，稱為運(yùn)行頻率。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院fLT0起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行矩頻特性f0J起動(dòng)慣頻特性4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院為什么頻率升高后電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)下降呢？為什么頻率升高后電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)下降呢？因?yàn)椋刂评@組呈電感性，它具有延緩電流因?yàn)?，控?/p>

18、繞組呈電感性，它具有延緩電流變化的作用。變化的作用。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院4.4 其他型式步進(jìn)電機(jī)其他型式步進(jìn)電機(jī)1. 永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子為兩相(或多相)繞組；轉(zhuǎn)子為星形永久磁鋼；轉(zhuǎn)子極數(shù)應(yīng)與定子每相極數(shù)相同。極對(duì)數(shù)p=24.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院二相單四拍：定子繞組按AB(-A)(-B)A的次序通電，轉(zhuǎn)子將順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)45。步距角為：pNs360mmNseppp222二相雙四拍：定子繞組按ABB(-A)(-A)(-B)(-B)AAB的次序通電，轉(zhuǎn)子將順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)45。永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是永磁式步

19、進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：步距角大，啟動(dòng)和運(yùn)行頻率低，需正負(fù)脈沖供電 ；但所需控制功率小，效率高。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院2. 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（永磁感應(yīng)子式）混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（永磁感應(yīng)子式）定子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相同。轉(zhuǎn)子由環(huán)形磁鋼和兩段鐵芯組成，環(huán)形磁鋼在轉(zhuǎn)子中部，軸向充磁，兩段鐵芯分別裝在磁鋼的兩端。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院NSNS定子鐵芯定子繞組轉(zhuǎn)子永磁磁通永磁體ABABAAS1234567812345678NBB 氣隙上有兩個(gè)磁動(dòng)勢(shì)：一個(gè)永磁磁動(dòng)勢(shì)，一個(gè)是控制繞組通電產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)。它們有時(shí)相加，有時(shí)相減。故稱為混合式

20、。運(yùn)行原理運(yùn)行原理(1) 定子A相繞組通電時(shí)，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)子處于穩(wěn)定平衡位置，如下圖（a)所示。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院(2)若使轉(zhuǎn)子偏離穩(wěn)定平衡位置，如下圖(b)所示，轉(zhuǎn)子向右偏離了一個(gè)角度，在不同端、不同極的轉(zhuǎn)矩作用方向是相同的，都是使轉(zhuǎn)子回到穩(wěn)定平衡位置的方向。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院定子轉(zhuǎn)子3)(S)(N5)(N)(N)(N)(S5)(N3(S)(S)(S)轉(zhuǎn)子定子3)(S)(NT5)(N)(N)(NT5)(N)(ST3T(S)(S)(S)（a)(b) 4.5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源一、對(duì)驅(qū)

21、動(dòng)電源的基本要求一、對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的基本要求驅(qū)動(dòng)電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都要滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求；要滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率和連續(xù)運(yùn)行頻率的要求；能最大限度地抑制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩；工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)；成本低、效率高，安裝維護(hù)方便。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院二、二、驅(qū)動(dòng)電源組成驅(qū)動(dòng)電源組成變頻信號(hào)源脈沖分配器功率放大器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載指令變頻信號(hào)源：是一個(gè)脈沖頻率由幾赫到幾十千赫可連續(xù)變化的信號(hào)發(fā)生器，可以是計(jì)算機(jī)或振蕩器。脈沖分配器：一種邏輯電路，由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和門(mén)電路組成，它可能將輸入的電脈沖信號(hào)根據(jù)需要循環(huán)地分配到脈沖放大器進(jìn)行功率放大，并使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

22、按選定的運(yùn)行方式工作。4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院三相單三拍脈沖分配器1J2J2K1K1Q1Q2Q2QCPCP1Q2Q2Q1Q2QABC0U預(yù)置ABCJKQ(t+1)說(shuō) 明101置“1”010置“0”00Q(t)不變11(t)求補(bǔ)QJK觸發(fā)器真值表4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院三相單、雙六拍單轉(zhuǎn)向脈沖分配器三相單、雙六拍單轉(zhuǎn)向脈沖分配器QQSRQQSRQQSRRS1RS2RS3123456ABC4.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)河南科技大學(xué)電信學(xué)院河南科技大學(xué)電信學(xué)院功率驅(qū)動(dòng)電路功率驅(qū)動(dòng)電路單極性驅(qū)動(dòng)（反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）q單一電壓型功率放大電路優(yōu)點(diǎn)：線路簡(jiǎn)單，功率元件少，成本低。缺點(diǎn)：Rf1上要消耗能量，工作效率低。只適用于小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。如