第八章 特種電機

1、第八章第八章 特種電機 （控制電機） 8.1 概述概述 8.2 伺服電動機伺服電動機 8.3 測速發(fā)電機測速發(fā)電機 8.4 步進電動機步進電動機 8.5旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 8. 1 概述概述 如：伺服機將電壓信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；如：伺服機將電壓信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速； 步進機將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。步進機將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。 控制電機的主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號?？刂齐姍C的主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號。 對控制電機的主要要求：對控制電機的主要要求：動作靈敏、準確、動作靈敏、準確、 重量輕、體積小、運行可靠、耗電少等。重量輕、體積小、運行可靠、耗電少等。 伺服電動機的分類：伺服電

2、動機的分類： 執(zhí)行電動機）執(zhí)行電動機） 伺服電動機可控性好，反應(yīng)迅速。是自動控伺服電動機可控性好，反應(yīng)迅速。是自動控 制系統(tǒng)和計算機外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。制系統(tǒng)和計算機外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。 伺服電動機的作用伺服電動機的作用 伺服電動機的特點伺服電動機的特點 交流伺服電機交流伺服電機 交流伺服電機交流伺服電機 交流伺服電機交流伺服電機 交流伺服電機交流伺服電機 勵磁繞組勵磁繞組 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 原理原理與兩相交流異步電機相同，定子上裝有兩個與兩相交流異步電機相同，定子上裝有兩個 繞組繞組 勵磁繞組和控制繞組。勵磁繞組和控制繞組。 勵磁繞組和控制繞組在空

3、間相隔勵磁繞組和控制繞組在空間相隔90 。 交流伺服電動機交流伺服電動機 定子鐵心和下好線的定子定子鐵心和下好線的定子 Uk Uj j1 j2 k1k2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)常用的有鼠籠形轉(zhuǎn)子和非磁性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)常用的有鼠籠形轉(zhuǎn)子和非磁性 杯形轉(zhuǎn)子。杯形轉(zhuǎn)子。 工作原理工作原理 Uk Uj j1 j2 k1k2 定子兩相空間互差定子兩相空間互差90電角度繞組中，通入時電角度繞組中，通入時 間上互差間上互差90的電流，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子導體的電流，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子導體 切割該磁場，從而感應(yīng)電勢，該電勢在短路的轉(zhuǎn)切割該磁場，從而感應(yīng)電勢，該電勢在短路的轉(zhuǎn) 子導體中產(chǎn)生電流。子導體中產(chǎn)生電流。 轉(zhuǎn)子載流轉(zhuǎn)子載

4、流 導體在旋轉(zhuǎn)磁導體在旋轉(zhuǎn)磁 場中受力，從場中受力，從 而使得轉(zhuǎn)子沿而使得轉(zhuǎn)子沿 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向 旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 N S n1 F F 勵磁繞組串聯(lián)電容勵磁繞組串聯(lián)電容C , 是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。 C U 放放 大大 器器 檢檢 測測 元元 件件 c U c I + U + 控制繞組控制繞組 勵磁繞組勵磁繞組 U f I f U + + + 改變控制電壓的方法改變控制電壓的方法 幅值幅值相位控制相位控制: : （1）Uc= 0 = 0 時，轉(zhuǎn)子停止。時，轉(zhuǎn)子停止。 交流伺服電動機的特點：交流伺服電動機的特點： （3 3）控制電壓）控制電壓 Uc 大小變化時，

5、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相應(yīng)變大小變化時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相應(yīng)變 化，轉(zhuǎn)速與電壓化，轉(zhuǎn)速與電壓 Uc 成正比。成正比。Uc 的極性改變的極性改變 時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向改變。時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向改變。 （2）交流伺服電機交流伺服電機 R2設(shè)計得較大，使設(shè)計得較大，使Sm1，Tst大，大， 起動迅速，穩(wěn)定運行范圍大。起動迅速，穩(wěn)定運行范圍大。 交流伺服電動機的機械特性曲線交流伺服電動機的機械特性曲線( Uf=const ) n T Uc 0.8 Uc 0.6 Uc 0.4 Uc T n 交流伺服電機的輸出功率一般為交流伺服電機的輸出功率一般為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

6、的應(yīng)用很廣 泛，如用泛，如用在各種自動控制、自動記錄等系統(tǒng)中。在各種自動控制、自動記錄等系統(tǒng)中。 SZ 系系 列列 直直 流流 伺伺 服服 電電 動動 機機 （二）直流伺服電動機（二）直流伺服電動機 G Z 系系 列列 直直 流流 伺伺 服服 電電 動動 機機 小小 慣慣 量量 直直 流流 伺伺 服服 電電 動動 機機 GZY系列永系列永 磁直流伺服磁直流伺服 電動機之一電動機之一 GZY系列永系列永 磁直流伺服磁直流伺服 電動機之二電動機之二 供電方式：供電方式：他勵供電。勵磁繞組和電樞分別由兩他勵供電。勵磁繞組和電樞分別由兩 個獨立的電源供電。個獨立的電源供電。 Uf為勵磁電壓，為勵磁電壓

7、， Uc為電樞電壓為電樞電壓 M Uf If Ic UcU + + 直流伺服電動機的接線圖直流伺服電動機的接線圖 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：與直流電動機基本相同。為減小轉(zhuǎn)動與直流電動機基本相同。為減小轉(zhuǎn)動 慣量做得細長一些。慣量做得細長一些。 工作原理：工作原理：與直流電動機相同。與直流電動機相同。 控制方式：控制方式： 1.電樞控制（主要）；電樞控制（主要）； 2.磁極控制（少用）。磁極控制（少用）。 直流伺服電機的機直流伺服電機的機 械特性與他勵直流電機械特性與他勵直流電機 相同一樣，也可用下式相同一樣，也可用下式 表示表示 T CC R C U n Tee c 2 機械特性曲線如圖所示。機械特性曲線如

8、圖所示。 直流伺服電動機的直流伺服電動機的 n=f(T)曲線曲線(U1=常數(shù)常數(shù)) Uc 0.8Uc 0.6Uc 0.4Uc n T O 直流伺服電機的特性較交流伺服電機硬。通常直流伺服電機的特性較交流伺服電機硬。通常 應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動系統(tǒng)中的位置控應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動系統(tǒng)中的位置控 制等。制等。 直流伺服電機輸出功率一般為直流伺服電機輸出功率一般為1-600W。 測速發(fā)電機是一種轉(zhuǎn)速測量傳感器。在許測速發(fā)電機是一種轉(zhuǎn)速測量傳感器。在許 多自動控制系統(tǒng)中，它被用來測量旋轉(zhuǎn)裝置的多自動控制系統(tǒng)中，它被用來測量旋轉(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

9、電路提供與轉(zhuǎn)速大小成正比的信 號電壓。號電壓。 測速發(fā)電機分為交流和直流兩種類型。測速發(fā)電機分為交流和直流兩種類型。 交流測速發(fā)電機又分為同步式和異步式兩交流測速發(fā)電機又分為同步式和異步式兩 種，這里只分析異步式交流測速發(fā)電機的工作種，這里只分析異步式交流測速發(fā)電機的工作 原理。原理。 1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子定子 勵磁繞組勵磁繞組 輸出繞組輸出繞組 異步式交流測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子異步式交流測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子 交流伺服電機相似，它的定子上有兩個繞組，交流伺服電機相似，它的定子上有兩個繞組， 一個是勵磁繞組，一個是輸出繞組。一個是勵磁繞組，一個是輸出繞組。 輸出輸出 繞組繞組 2 U +

10、 勵磁勵磁 繞組繞組 1 U 1 I d + 勵磁繞組勵磁繞組 輸出輸出 繞組繞組 交流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖交流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖 交交 流流 測測 速速 發(fā)發(fā) 電電 機機 定定 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 鐵鐵 心心 下下 好好 線線 的的 定定 子子 工作時，測速發(fā)電機的勵磁繞組接交流電工作時，測速發(fā)電機的勵磁繞組接交流電 源源U U1 1，由，由 U U1 1 4.44 4.44 f1 1N N1 1 d d 可知： 可知： 1 U d 當被測轉(zhuǎn)動軸帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)當被測轉(zhuǎn)動軸帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn) 子切割子切割 d d產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢E Er r和轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電流I Ir r，

11、它們的大小與它們的大小與 d d和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 成正比：成正比： nEI d rr 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 Ir也產(chǎn)生磁通也產(chǎn)生磁通 q ， q 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 q q成正比：成正比： q2 U 綜合上述分析可知：綜合上述分析可知： nUnU d12 當當 U U1 1恒定不變時，恒定不變時， U U2 2與與n 成正比，這樣，成正比，這樣， 發(fā)電機就把被測裝置的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變成了電壓發(fā)電機就把被測裝置的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變成了電壓 信號，輸出給控制系統(tǒng)。信號，輸出給控制系統(tǒng)。 由于鐵心線圈電感的非線性影響，交流測由于鐵心線圈電感的

12、非線性影響，交流測 速發(fā)電機的輸出速發(fā)電機的輸出電壓電壓 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，使用時要注意加以修正。線性誤差，使用時要注意加以修正。 交流測速發(fā)電機的特點：交流測速發(fā)電機的特點：簡單簡單 、便宜、便宜 ，但精度較低，但精度較低 。 8.3.28.3.2直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機 一、一、直流測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)直流測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu) N S + - n 直流電機直流電機 定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子空空 氣氣 隙隙 定定 子子 鐵鐵 心心 勵勵 磁磁 繞繞 組組 機機 殼殼 端端 蓋蓋 電電 刷刷 電電 樞樞 繞繞 組組 電電 樞樞 鐵鐵 心心 換換 向向 器器 轉(zhuǎn)

13、轉(zhuǎn) 軸軸 直流電機的定子直流電機的定子 直流電機的轉(zhuǎn)子直流電機的轉(zhuǎn)子 勵磁方式：電磁式和永磁式勵磁方式：電磁式和永磁式 直流永磁電機直流永磁電機 直流永磁電機直流永磁電機 永磁直流測速發(fā)電機永磁直流測速發(fā)電機 永永 磁磁 直直 流流 測測 速速 發(fā)發(fā) 電電 機機 2577稀土直流伺服測速機組稀土直流伺服測速機組 用途：在隨動系統(tǒng)中提供驅(qū)動力矩和用途：在隨動系統(tǒng)中提供驅(qū)動力矩和 速度反饋信號，本產(chǎn)品已用于某機光學瞄速度反饋信號，本產(chǎn)品已用于某機光學瞄 準具隨動系統(tǒng)中準具隨動系統(tǒng)中 。 二、二、直流測速發(fā)電機的工作原理直流測速發(fā)電機的工作原理 導體ab,cd切割磁力線 產(chǎn)生感應(yīng)電勢，N極下 電勢方

14、向由b指向a，s 極下導體cd中電勢由c 指向d,因此電刷A為正， B為負 N S + - n a b c dA B 當被測裝置轉(zhuǎn)動軸帶動發(fā)電機電樞旋轉(zhuǎn)時，當被測裝置轉(zhuǎn)動軸帶動發(fā)電機電樞旋轉(zhuǎn)時， 電樞產(chǎn)生電動勢電樞產(chǎn)生電動勢Ea，其大小為：，其大小為： nCEa e 發(fā)電機的發(fā)電機的輸出電壓為：輸出電壓為： ae aIRnCIREU aaa2 上式中代入：上式中代入： L 2 R U I a 于是于是 n R R C U e L 2 a 1 0 n U2 RL2RL1 RL= RL2 RL1 n R R C U e L 2 a 1 輸出特性輸出特性 誤差分析：誤差分析：由于直流電機中存在著電樞

15、反應(yīng)現(xiàn)象，使得輸由于直流電機中存在著電樞反應(yīng)現(xiàn)象，使得輸 出電壓出電壓U U2 2與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n n 有一定的線性誤差。有一定的線性誤差。 R RL L越小、越小、n n 越大，越大， 誤差越大。因此，在使用中應(yīng)使誤差越大。因此，在使用中應(yīng)使R RL L和和 n n的大小符合直流測的大小符合直流測 速發(fā)電機的技術(shù)要求。速發(fā)電機的技術(shù)要求。 特點：精度高，線性；但價格較貴特點：精度高，線性；但價格較貴 。 直流測速發(fā)電機的應(yīng)用直流測速發(fā)電機的應(yīng)用 直流測速發(fā)電機在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中可以作為直流測速發(fā)電機在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中可以作為測測 速元件速元件、校正元件校正元件、解算元件解算元件

16、和和角加速度信號元件角加速度信號元件。它可以測。它可以測 量各種機械在有限范圍內(nèi)的量各種機械在有限范圍內(nèi)的擺動擺動或非常緩慢的或非常緩慢的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速。 Uu Uv Uw ML 電磁滑差電磁滑差 離合器離合器 電樞電樞 測速發(fā)電機測速發(fā)電機 控制器控制器 信號處信號處 理電路理電路 給定給定 磁極磁極 直流勵直流勵 磁繞組磁繞組 電磁滑差離合器的異步調(diào)速系統(tǒng)電磁滑差離合器的異步調(diào)速系統(tǒng) 8.4 步進電動機步進電動機 原理原理：步進電動機是利用電磁鐵原理，將脈沖信步進電動機是利用電磁鐵原理，將脈沖信 號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖 ，電機轉(zhuǎn)

17、動一個角度，帶動機械移動一小段距離。，電機轉(zhuǎn)動一個角度，帶動機械移動一小段距離。 特點特點：(1)來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。 (2)控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速?？刂泼}沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。 (3)改變脈沖順序，改變方向。改變脈沖順序，改變方向。 種類種類： 步進電動機分三種：永磁式（步進電動機分三種：永磁式（PMPM），反應(yīng)式（），反應(yīng)式（ VRVR）和混合式（）和混合式（HBHB）。）。 應(yīng)用：應(yīng)用： 步進電動機的應(yīng)用非常廣泛。如：在數(shù)控機床、步進電動機的應(yīng)用非常廣泛。如：在數(shù)控機床、 自動繪圖儀等設(shè)備中都得到應(yīng)用。自動繪圖儀等設(shè)備中都得到應(yīng)用。 下面以反應(yīng)式步

18、進電動機為例說明步進電動機的結(jié)下面以反應(yīng)式步進電動機為例說明步進電動機的結(jié) 構(gòu)和工作原理。構(gòu)和工作原理。 1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 步進電動機主要由兩部分構(gòu)成：定子和步進電動機主要由兩部分構(gòu)成：定子和 轉(zhuǎn)子。它們均轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成，其上分別有由磁性材料構(gòu)成，其上分別有 六個、四個磁極六個、四個磁極 。 定子定子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子繞組定子繞組 定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁極定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁極 組成一相。組成一相。 注意：注意：這里的相和三相交流電中的這里的相和三相交流電中的“相相”的概念的概念 不同。步進電動機通的是直流電脈沖，這主要是指不同。步進電動機通的是直流

19、電脈沖，這主要是指 線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。 A B C 定子定子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 IA IB IC 2 工作方式工作方式 步進電動機的工作方式可分為：步進電動機的工作方式可分為：三相單三拍、三相三相單三拍、三相 單雙六拍、三相雙三拍等。單雙六拍、三相雙三拍等。 “三相三相”：定子有三相繞組；定子有三相繞組； “單單”：同時只讓一相繞組通電；同時只讓一相繞組通電； “雙雙”：同時有兩相繞組通電；同時有兩相繞組通電； “拍拍”：定子繞組改變一次通電方式；定子繞組改變一次通電方式； “三拍三拍”：通電三次完成一個循環(huán)。通電三次完成一個循環(huán)。 一、三相單三拍一、三相單三拍 （1 1

20、）三相繞組聯(lián)接方式：）三相繞組聯(lián)接方式：Y 型型 （2 2）三相繞組中的通電順序為：）三相繞組中的通電順序為： A 相相 B 相相 C 相相 通電順序也可以為：通電順序也可以為： A 相相 C 相相 B 相相 （3）工作過程）工作過程 轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻 最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。 A 相通電，相通電，A 方向的磁通方向的磁通 經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若 轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有 一定角度，則在磁場的作一定角度，則在磁場的作 用下，轉(zhuǎn)子被磁化，吸引用下，

21、轉(zhuǎn)子被磁化，吸引 A A 相通電使轉(zhuǎn)子相通電使轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒和齒和 AA 對齊。對齊。 C A B BC A 3 4 1 2 C A B BC A 3 4 1 2 同理，同理，B相通電，轉(zhuǎn)子相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和齒和B相軸線對齊，相軸線對齊， 相對相對A相通電位置轉(zhuǎn)相通電位置轉(zhuǎn)30 ；C相通電再轉(zhuǎn)相通電再轉(zhuǎn)30 。 1 C 3 42 C A B B A 這種工作方式，因三相繞組中每次只有一這種工作方式，因三相繞組中每次只有一 相通電，而且，一個循環(huán)周期共包括三個脈相通電，而且，一個循環(huán)周期共包括三個脈 沖，所以稱三相單三拍。沖，所以稱三相單三拍。 三相單三拍的特點：三相單三拍的特點： （

22、1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30 。此角稱為。此角稱為 步距角，用步距角，用 表示。表示。 （2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序， 改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。 二、三相單雙六拍二、三相單雙六拍 三相繞組的通電順序為：三相繞組的通電順序為： AABBBCCCAA 共六拍。共六拍。 工作過程：工作過程： A相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1、3 3齒和齒和A相對齊。相對齊。 C A B BC A 3 4 1 2 所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對AA 通電，

23、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15。 （1）BB 磁場對磁場對 2、4 齒有磁拉力，該拉力使齒有磁拉力，該拉力使 轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。 A、B相同時通電相同時通電 （2）AA 磁場繼續(xù)對磁場繼續(xù)對1、3齒有拉力。齒有拉力。 C A B BC A 3 4 1 2 總之，每個循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱總之，每個循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱 為三相六拍，步距角為為三相六拍，步距角為15 。 C A B BC A 3 4 1 2 B相通電，相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子2、4齒和齒和B相對齊，又轉(zhuǎn)了相對齊，又轉(zhuǎn)了15 。 三、三相雙三拍三、三相雙三拍 三相繞組的通電順序為：三相繞組的通電順序為

24、： AB BC CA AB 共三拍。共三拍。 C A B BC A 3 4 1 2 BC通電通電AB通電通電 C A B BC A 3 4 1 2 以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六 拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。 工作方式為三相雙三工作方式為三相雙三 拍時，每通入一個電拍時，每通入一個電 脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn) 30 ，即，即 = 30 。 CA通電通電 C A B BC A 3 4 1 2 f：電脈沖的頻率電脈沖的頻率 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 NZ ff n r s60 360 60 步進電動機通過一個電脈沖步

25、進電動機通過一個電脈沖,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角 度度,稱為步距角。稱為步距角。 N： 拍數(shù)拍數(shù) Zr：轉(zhuǎn)子齒數(shù)：轉(zhuǎn)子齒數(shù) NZr s 360 步距角步距角 2.步進電動機的步距角和轉(zhuǎn)速步進電動機的步距角和轉(zhuǎn)速 齒距齒距 rZ t 0 360 9 40 360 t 3 1340 360360 NZ r s n3. 小步距角磁阻式步進電機小步距角磁阻式步進電機 轉(zhuǎn)子上有均勻分布的40個齒. 步進電動機的驅(qū)動電源步進電動機的驅(qū)動電源 一、對驅(qū)動電源的基本要求一、對驅(qū)動電源的基本要求 驅(qū)動電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都要滿驅(qū)動電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都要滿 足步進電動機的要求；足步進電動

26、機的要求； 要滿足步進電動機起動頻率和連續(xù)運行頻率的要要滿足步進電動機起動頻率和連續(xù)運行頻率的要 求；求； 能最大限度地抑制步進電動機的振蕩；能最大限度地抑制步進電動機的振蕩； 工作可靠，抗干擾能力強工作可靠，抗干擾能力強 1.成本低、效率高，安裝維護方便。成本低、效率高，安裝維護方便。 二、驅(qū)動電源組成二、驅(qū)動電源組成 變頻 信號源 脈沖 分配器 功率 放大器 步進 電動機 負載 指令 變頻信號源：是一個脈沖頻率由幾赫到幾十千赫可連續(xù) 變化的信號發(fā)生器，可以是計算機或振蕩器。 脈沖分配器：一種邏輯電路，由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和門電路 組成，它可能將輸入的電脈沖信號根據(jù)需要循環(huán)地分配 到脈沖放大器進行

27、功率放大，并使步進電動機按選定的 運行方式工作。 三相單三拍脈沖分配器 1 J 2 J 2 K 1 K 1 Q 1 Q 2 Q 2 Q CPCP 1 Q 2 Q 2 Q 1 Q 2 Q A B C 0 U 預置 A B C JKQ(t+1)說 明 101置“1” 010置“0” 00Q(t)不變 11(t)求補 Q JK觸發(fā)器真值表 開始工作時，加上預 置脈沖信號使觸發(fā)器 置“0”，則Q1=Q2=0 表示A相輸入一 個控制脈沖，、 C相無控制信號 A=Q1Q2=11=1， B=Q1Q2=01=0， C=Q2=0 當CP端輸入第一個步進脈 沖信號，第一個JK觸發(fā)器 J1=Q2=1,K1=1,Q1

28、(t)=0 此時為“求補”， Q1(t+1)= Q1(t) =1 第二個JK觸發(fā)器 J2=Q1=0,K2=Q1=1,Q2(t)=0 此時為置“0”， Q2(t+1)=0, A=Q1(t+1)Q2(t+1)=0, B=Q1(t+1)Q2(t+1)=1, C=Q2(t+1)=0 CP第一個步進脈沖信號，Q1(t+1) =1， Q2(t+1)=0， A、C相無控制信號， B相輸入一個控制脈沖。 Q1(t+1) =1， Q2(t+1)=0 此時為“求補”， Q1(t+2)= Q1(t+1) =1 當CP端輸入第二個步進脈沖 信號，第一個JK觸發(fā)器 J1=Q2(t+1)=1,K1=1,Q1(t+1)=1 第二個JK觸發(fā)器 J2=Q1(t+1)=1,K2=Q1(t+1)=0, Q2(t+1)=0 此時為置“1”， Q2(t+2)=1, A=Q1(t+2)Q2(t+2)=00=0, B=Q1(t+2)Q2(t+2)=10=0, C=Q2(t+2)=1 所以，第二個CP步進脈沖信號使， A、B相無控制信號，C相輸入一 個控制脈沖。 隨著CP端的脈沖信號的切換，步進電機各相依次按A-B-C-A 接通，使電機運行。 Q1(t+1) =1， Q2(t+1)=0 此時為“求補”， Q1(t+2)= Q1