機車電機與電器 課件 項目五 劈相機及其他電動機 任務五 步進電動機

任務五步進電動機任務提出A任務目標B相關知識C任務實施D目錄CONTENTSPart任務一01任務提出任務提出

步進電動機采用電脈沖信號進行控制，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程或設備的數(shù)字控制。步進電動機是過程控制中一種十分重要和常用的功率執(zhí)行器件，廣泛應用于柴油機轉速控制、機械加工、繪圖機、機器人、計算機的外部設備、自動記錄儀表等。隨著電力電子技術和微電子技術的發(fā)展，步進電動機常常和計算機一起組成高精度的數(shù)字控制系統(tǒng)。Part任務一02任務目標任務目標1.了解步進電動機的模型結構和工作原理；2.能描述70BF3-3J型步進電動機的結構和工作原理；3.掌握70BF3-3J型步進電動機的工作原理和主要技術參數(shù)。Part任務一03相關知識相關知識

步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移的電動機。

步進電動機按照勵磁方式可分為磁阻式（又稱反應式）、永磁式和混磁式三種；

按相數(shù)分為單相、兩相、三相和多相等形式。相關知識1.模型結構

三相磁阻式步進電動機的定、轉子鐵心均由硅鋼片疊壓而成。定子上有六個磁極，每兩個相對的磁極上有同一相控制繞組，同一相控制繞組可以并聯(lián)或串聯(lián)；轉子鐵心上沒有繞組，只有四個齒，齒寬等于極靴寬。三相磁阻式步進電動機模型結構示意圖相關知識2.工作原理

這樣按照U－V－W－U的順序輪流給各相控制繞組通電，轉子就會在磁阻轉矩的作用下，按順時針方向一步一步的轉動。步進電動機的轉速取決于繞組變換通電狀態(tài)的頻率，即輸入脈沖的頻率，旋轉方向取決于控制繞組輪流通電的順序，若通電順序為U－W－V－U，則步進電動機反向旋轉。(a)(b)(c)

三相磁阻式步進電動機工作原理相關知識3.主要技術指標

1)步距角:也稱為步距，是指步進電動機改變一次通電方式轉子轉過的角度。2)最大靜轉矩:靜轉矩是指步進電動機處于穩(wěn)定狀態(tài)下的電磁轉矩。對應于某個失調角時，靜轉矩最大，稱為最大靜轉矩。3)起動頻率:指在一定負載轉矩下能夠不失步起動的最高脈沖頻率。fst的大小與驅動電路和負載大小有關。步距角越小，負載越小，則起動頻率越高。4)連續(xù)運行頻率:指步進電動機起動后，當控制脈沖連續(xù)上升時，能不失步運行的最高頻率，負載越小，連續(xù)運行頻率越高。在帶動相同負載時，步進電動機的連續(xù)運行頻率比起動頻率高得多。Part任務一04任務實施任務實施基本任務170BF3-3j型步進電動機結構

步進電動機定子上裝有三對磁極，每對磁極上分別套裝A、B、C三相控制繞組，三相繞組采用星形接法，出線端接在專用控制電源上。轉子采用導磁材料做成。70BF3-3j型步進電動機結構任務實施基本任務270BF3-3j型步進電動機工作原理

圖5.2170BF3-3步進電動機工作原理

步進電動機制造完畢后，其轉子齒數(shù)就確定了，因此要改變步進電動機的步距角即轉速，可以通過改變控制繞組相數(shù)、控制電源脈沖頻率和供電狀態(tài)方式（每供電循環(huán)拍數(shù)）來實現(xiàn)。

步進電動機采用三相控制繞組，單、雙六拍供電方式，其電機轉速可通過改變控制繞組供電頻率調節(jié)，若其供電頻率恒定，則電動機轉速也恒定不變。任務實施基本任務270BF3-3j型步進電動機工作原理

70BF3-3步進電動機結構簡單、便于快速啟動、制動，且具有“自鎖”能力，可用于平滑調節(jié)柴油機轉速。由于該電機工作氣隙很小，為了保證其工作可靠性，定子和轉子制造完成后，均采用環(huán)氧樹脂封閉，俗稱“一命”電機。