第二章控制電機(jī)基礎(chǔ)

1、控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ) 機(jī)電液伺服系統(tǒng)及設(shè)計(jì)機(jī)電液伺服系統(tǒng)及設(shè)計(jì) 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī) 2.1.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理 2.1.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性直流伺服電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性 2.1.3 直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性2.2電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 2.2.1 動(dòng)圈式電動(dòng)圈式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 2.2.2 動(dòng)鐵式電動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 2.3步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)主 要 內(nèi) 容主 要 內(nèi) 容控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)一、直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理一、直流伺

2、服電動(dòng)機(jī)的工作原理 ffnSN-+AB 在兩電刷間加直流電壓。如在兩電刷間加直流電壓。如圖所示，電流從圖所示，電流從B刷刷流入，由流入，由A刷刷流出。流出。 N極極處有效導(dǎo)體中的電流由處有效導(dǎo)體中的電流由紙里指向外，用紙里指向外，用 表示；表示； S極極處有效導(dǎo)體中的電流由處有效導(dǎo)體中的電流由外指向紙里，用外指向紙里，用 表示。表示。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-工作原理工作原理ffnSN-+ABBlif B 導(dǎo)體所在處的磁密度導(dǎo)體所在處的磁密度 （磁感（磁感 應(yīng)強(qiáng)度），應(yīng)強(qiáng)度），Wb/m2；l 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度，m；i 導(dǎo)體中流過(guò)的電流

3、，導(dǎo)體中流過(guò)的電流，A。 用用左手定則左手定則確定電磁力的方向。確定電磁力的方向。 載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力電磁力為為控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ) 直流電機(jī)是直流電機(jī)是可逆可逆的，它根據(jù)不同的外界條件而的，它根據(jù)不同的外界條件而處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 如如輸入機(jī)械能輸入機(jī)械能時(shí)，迫使它旋轉(zhuǎn)，它便輸出電能，時(shí)，迫使它旋轉(zhuǎn)，它便輸出電能，處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，此時(shí)稱(chēng)為處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，此時(shí)稱(chēng)為發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)。 當(dāng)在電刷兩端加電壓當(dāng)在電刷兩端加電壓輸入電能輸入電能時(shí)，它便旋轉(zhuǎn)時(shí)，它便旋轉(zhuǎn)起來(lái)，輸出機(jī)械能，處于起來(lái)，輸出機(jī)械能，處于電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。狀態(tài)。 2.1 直流伺服電

4、動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-工作原理工作原理控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)二、直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)二、直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類(lèi) （一）傳統(tǒng)式直流伺服電動(dòng)機(jī)（一）傳統(tǒng)式直流伺服電動(dòng)機(jī) 永磁式永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)是在直流伺服電動(dòng)機(jī)是在定子定子上裝置由永久磁鋼做成的上裝置由永久磁鋼做成的磁極。目前我國(guó)生產(chǎn)的磁極。目前我國(guó)生產(chǎn)的SY系列系列直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 傳統(tǒng)式直流伺服電動(dòng)機(jī)可分為傳統(tǒng)式直流伺服電動(dòng)機(jī)可分為永磁式永磁式和和電磁式電磁式兩種。兩種。 電磁式電磁式（串激式和他激式）直流伺服電動(dòng)機(jī)的（串激式和他激式）直流伺服電動(dòng)機(jī)的定子定子通通常由硅鋼片沖制疊壓而成，磁極

5、和磁軛整體相連，在常由硅鋼片沖制疊壓而成，磁極和磁軛整體相連，在磁極鐵芯上套有激磁繞組，目前我國(guó)生產(chǎn)的磁極鐵芯上套有激磁繞組，目前我國(guó)生產(chǎn)的SZ系列系列直直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種結(jié)構(gòu)。流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種結(jié)構(gòu)。 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ) 這兩者電機(jī)的這兩者電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯均由硅鋼片沖制疊壓而均由硅鋼片沖制疊壓而成，在轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上開(kāi)有均布的齒槽，在成，在轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上開(kāi)有均布的齒槽，在轉(zhuǎn)子槽中放置轉(zhuǎn)子槽中放置電樞繞組電樞繞組，并經(jīng)，并經(jīng)換向器換向器、電刷電刷引出。引出。 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-分類(lèi)分類(lèi)控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)（二）

6、低慣量式直流伺服電動(dòng)機(jī)（二）低慣量式直流伺服電動(dòng)機(jī) 無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī) 。 無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞鐵芯上并不開(kāi)的電樞鐵芯上并不開(kāi)槽，電樞繞組直接排列在鐵芯表面，再用環(huán)氧樹(shù)槽，電樞繞組直接排列在鐵芯表面，再用環(huán)氧樹(shù)脂把它與電樞鐵芯粘成一個(gè)整體。定子磁極可以脂把它與電樞鐵芯粘成一個(gè)整體。定子磁極可以用永久磁鋼做成，也可以采用電磁式結(jié)構(gòu)。用永久磁鋼做成，也可以采用電磁式結(jié)構(gòu)。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電樞繞組電感比無(wú)轉(zhuǎn)子鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電樞繞組電感比無(wú)轉(zhuǎn)子鐵芯的電機(jī)要大些，因而其動(dòng)態(tài)性能稍差。芯的電機(jī)要大些，因而其動(dòng)態(tài)性能稍差。 目前我國(guó)生產(chǎn)的目前

7、我國(guó)生產(chǎn)的SWC系列系列直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)。 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-分類(lèi)分類(lèi)控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)（二）低慣量式直流伺服電動(dòng)機(jī)（二）低慣量式直流伺服電動(dòng)機(jī) 盤(pán)形電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)；盤(pán)形電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)； 盤(pán)形電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)盤(pán)形電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)的定子是由永久磁的定子是由永久磁鋼和前后磁軛所組成，磁鋼在圓盤(pán)的一側(cè)放置，鋼和前后磁軛所組成，磁鋼在圓盤(pán)的一側(cè)放置，也可以在兩側(cè)同時(shí)放置。也可以在兩側(cè)同時(shí)放置。 電機(jī)的電機(jī)的氣隙氣隙就位于圓盤(pán)的兩邊，圓盤(pán)上有電就位于圓盤(pán)的兩邊，圓盤(pán)上有電樞繞組，可分為印刷繞組和線(xiàn)繞式繞組兩種形樞繞組，可分為印刷

8、繞組和線(xiàn)繞式繞組兩種形式。式。 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-分類(lèi)分類(lèi)控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)（二）低慣量式直流伺服電動(dòng)機(jī)（二）低慣量式直流伺服電動(dòng)機(jī) 空心杯電樞永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)空心杯電樞永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī) 空心杯電樞永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)空心杯電樞永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)有一個(gè)有一個(gè)外定子外定子和和一個(gè)一個(gè)內(nèi)定子內(nèi)定子。通常外定子由兩個(gè)半圓形的永久磁鋼所。通常外定子由兩個(gè)半圓形的永久磁鋼所組成；內(nèi)定子為圓柱形的軟磁材料做成，僅作為磁路組成；內(nèi)定子為圓柱形的軟磁材料做成，僅作為磁路的一部分，以減小磁阻。的一部分，以減小磁阻。 空心杯電樞上的電樞繞組可采用印刷繞組，也可以空心杯電樞上的電

9、樞繞組可采用印刷繞組，也可以先繞成單個(gè)成型線(xiàn)圈，然后將它們沿圓周的軸向方向先繞成單個(gè)成型線(xiàn)圈，然后將它們沿圓周的軸向方向排列成空心杯形，再用環(huán)氧樹(shù)脂固化成型?？招谋娕帕谐煽招谋危儆铆h(huán)氧樹(shù)脂固化成型?？招谋姌兄苯友b在電機(jī)軸上，在內(nèi)、外定子之間的氣隙中旋樞直接裝在電機(jī)軸上，在內(nèi)、外定子之間的氣隙中旋轉(zhuǎn)。電樞繞組接到換向器上，由電刷引出。轉(zhuǎn)。電樞繞組接到換向器上，由電刷引出。 目前我國(guó)生產(chǎn)的目前我國(guó)生產(chǎn)的SYK系列系列直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種直流伺服電動(dòng)機(jī)屬于這種結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-分類(lèi)分類(lèi)控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)（三）直流伺服電動(dòng)機(jī)的性能比較（三）直流伺服電動(dòng)

10、機(jī)的性能比較 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-分類(lèi)分類(lèi)結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式激磁方式激磁方式電樞型式電樞型式溝槽式溝槽式 /S無(wú)槽無(wú)槽-鐵芯鐵芯 /C無(wú)槽無(wú)槽-無(wú)鐵芯無(wú)鐵芯-銅導(dǎo)線(xiàn)銅導(dǎo)線(xiàn) /U無(wú)槽無(wú)槽-空心杯空心杯式式-鋁導(dǎo)線(xiàn)鋁導(dǎo)線(xiàn) /L軸向間隙軸向間隙AG軟磁鐵激磁軟磁鐵激磁 /E永久磁鋼永久磁鋼-鐵鑫氧鐵鑫氧 /F永久磁鋼永久磁鋼-鋁鐵鎳鈷鋁鐵鎳鈷 /A永久磁鋼永久磁鋼-稀土稀土 /R徑向間隙徑向間隙RG軟磁鐵激磁軟磁鐵激磁 /E永久磁鋼永久磁鋼-鐵鑫氧鐵鑫氧 /F永久磁鋼永久磁鋼-鋁鐵鎳鈷鋁鐵鎳鈷 /A永久磁鋼永久磁鋼-稀土稀土 /R注：注： -不實(shí)用；不實(shí)用； -性能一般；性能一般；

11、-高性能；高性能； -超高性能超高性能 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)三、直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式三、直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式 電磁式電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)，采用電樞控制時(shí)，直流伺服電動(dòng)機(jī)，采用電樞控制時(shí)，其激磁繞組由其激磁繞組由外加恒壓的直流電源外加恒壓的直流電源激磁；激磁； 永磁式永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)則由直流伺服電動(dòng)機(jī)則由永磁磁極永磁磁極激磁。激磁。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)四、直流伺服電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)工作特性四、直流伺服電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)工作特性 機(jī)械特性機(jī)械特性是指控制電壓一定時(shí)，是指控制電壓一定時(shí)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速隨隨轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩的的變化關(guān)系

12、；變化關(guān)系；調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)特性是指電機(jī)轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，是指電機(jī)轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速隨隨控制電控制電壓壓的變化關(guān)系。的變化關(guān)系?；炯僭O(shè)基本假設(shè)：不考慮電機(jī)磁化曲線(xiàn)非線(xiàn)性的影響；不考慮電機(jī)磁化曲線(xiàn)非線(xiàn)性的影響；1.忽略帶載時(shí)電樞反應(yīng)磁勢(shì)的影響。忽略帶載時(shí)電樞反應(yīng)磁勢(shì)的影響?？刂齐姍C(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)ifUfUaia aaaaRiEUnKnCEeeaRa 電動(dòng)機(jī)電樞回路的總電阻；電動(dòng)機(jī)電樞回路的總電阻；Ea 電動(dòng)機(jī)電樞回路的反電勢(shì)；電動(dòng)機(jī)電樞回路的反電勢(shì)；ia 電動(dòng)機(jī)電樞回路的電流；電動(dòng)機(jī)電樞回路的電流； 每級(jí)總磁通；每級(jí)總磁通；n 電樞轉(zhuǎn)速；電樞轉(zhuǎn)速；Ke 電勢(shì)常數(shù)，表示單位轉(zhuǎn)速所產(chǎn)電勢(shì)常數(shù)，表示單位轉(zhuǎn)

13、速所產(chǎn)生的電勢(shì)。生的電勢(shì)。 電樞回路的電樞回路的電壓平衡方程電壓平衡方程: 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-靜態(tài)特性靜態(tài)特性控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)Kt 轉(zhuǎn)矩常數(shù)，表示單位電樞電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩常數(shù)，表示單位電樞電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 。電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩為為 : 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-靜態(tài)特性靜態(tài)特性atatgiKiCT直流伺服電動(dòng)機(jī)的直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式轉(zhuǎn)速公式為為 getaeaTKKRKUn控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)（一）機(jī)械特性（一）機(jī)械特性 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-靜態(tài)特性靜態(tài)特性Ua= constant，)(gTfn nTgTkn00

14、Ua3Ua2Ua1機(jī)械特性曲線(xiàn)與縱軸的交點(diǎn)為機(jī)械特性曲線(xiàn)與縱軸的交點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速n0 eaKUn 0機(jī)械特性曲線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)為機(jī)械特性曲線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)矩Tk aatkURKT etakKKRTn0tan機(jī)械特性曲線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值表示機(jī)械特性曲線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值表示了電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的剛度。了電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的剛度。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)（二）調(diào)節(jié)特性（二）調(diào)節(jié)特性 2.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)-靜態(tài)特性靜態(tài)特性Tg=constant，)(aUfn nUan00Tg3Tg2Tg1FM/FMmax0i/imaxFM/FMmax控制電機(jī)

15、控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 （2）比例電磁鐵的動(dòng)態(tài)特性）比例電磁鐵的動(dòng)態(tài)特性 電壓方程電壓方程 ： ()cpedidyuLRriKdtdt L 線(xiàn)圈電感；線(xiàn)圈電感；Rc，rp 線(xiàn)圈和放大器內(nèi)阻；線(xiàn)圈和放大器內(nèi)阻；Ke 線(xiàn)圈感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)。線(xiàn)圈感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)?？刂齐姍C(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 比例電磁鐵的運(yùn)動(dòng)方程：比例電磁鐵的運(yùn)動(dòng)方程： msFyKdtdyBdtydm22m 銜鐵組件的質(zhì)量

16、；銜鐵組件的質(zhì)量；B 阻尼系數(shù)；阻尼系數(shù)；Ks 銜鐵組件的彈簧剛度。銜鐵組件的彈簧剛度。 電磁力的線(xiàn)性化方程電磁力的線(xiàn)性化方程 ：yKiKFyiM Ki 電流電流-力增益；力增益；Ky 位移位移-力增益與彈簧剛度之和。力增益與彈簧剛度之和。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 方程組拉氏變換方程組拉氏變換 ：( ) () ( )( )cpeU sLsRrI sK sY smsFsYKBsms)()(2)()( sYKsIKFyiM控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）

17、機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 方框圖方框圖 ：Y(s)FM(s)sKBsms21FM(s)Y(s)I(s)KyKiI(s)1cpLsRrU(s)KesY(s)控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 Y(s)FM(s)I(s)KyKiU(s)Kes1cpLsRrsKBsms21系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)方框圖: 比例電磁鐵傳遞函數(shù)比例電磁鐵傳遞函數(shù): ) 12)(1()()(22sssKsUsYmmmae控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）

18、機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 LrRpcamKKysmmKKBysm)(2()()iecpsyKKRrKK比例電磁鐵的增益比例電磁鐵的增益. 比例電磁鐵可動(dòng)部分的阻尼比比例電磁鐵可動(dòng)部分的阻尼比; 比例電磁鐵的電磁轉(zhuǎn)折頻率比例電磁鐵的電磁轉(zhuǎn)折頻率; 比例電磁鐵可動(dòng)部分的固有頻率比例電磁鐵可動(dòng)部分的固有頻率; 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 Y(s)FM(s)I(s)KyKiU(s)Keskukfi1cpLsRrsKBsms21 實(shí)踐表明，采用電流

19、負(fù)反饋，能使比例電磁鐵線(xiàn)圈的實(shí)踐表明，采用電流負(fù)反饋，能使比例電磁鐵線(xiàn)圈的電氣時(shí)間常數(shù)明顯縮??；采用銜鐵位置電反饋閉環(huán)，能電氣時(shí)間常數(shù)明顯縮小；采用銜鐵位置電反饋閉環(huán)，能提高比例電磁鐵的工作頻寬。提高比例電磁鐵的工作頻寬。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 I、FM 對(duì)輸入信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)ui的階躍響應(yīng)的階躍響應(yīng)tFM有電流反饋有電流反饋tFM無(wú)電流反饋無(wú)電流反饋tI有電流反饋有電流反饋tI無(wú)電流反饋無(wú)電流反饋控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)

20、電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 agu1 1u2 2rp+Rciri2Rc+- - -ug gEb b銜鐵銜鐵線(xiàn)圈線(xiàn)圈導(dǎo)磁體導(dǎo)磁體永久磁鐵永久磁鐵SNSN2力矩馬達(dá)的靜動(dòng)態(tài)特性力矩馬達(dá)的靜動(dòng)態(tài)特性 （1）力矩馬達(dá)的靜態(tài)特性）力矩馬達(dá)的靜態(tài)特性 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 力矩馬達(dá)產(chǎn)生的電磁力矩力矩馬達(dá)產(chǎn)生的電磁力矩 mtdKiKTTd 輸入電流在銜鐵上產(chǎn)生的總力矩；輸入電流在銜鐵上產(chǎn)生的總力矩；Kt 力矩馬達(dá)的力矩常數(shù)；力矩馬達(dá)的力矩常數(shù)；Km 力矩馬達(dá)的磁彈簧常

21、數(shù)。力矩馬達(dá)的磁彈簧常數(shù)。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 銜鐵的力矩平衡方程銜鐵的力矩平衡方程 dLaaaTTKdtdBdtdJ22Ja 銜鐵等可動(dòng)部分的慣量；銜鐵等可動(dòng)部分的慣量；Ba 銜鐵的機(jī)械支承和負(fù)載的粘性阻尼系數(shù)；銜鐵的機(jī)械支承和負(fù)載的粘性阻尼系數(shù)；Ka 銜鐵轉(zhuǎn)軸的機(jī)械扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)；銜鐵轉(zhuǎn)軸的機(jī)械扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)；TL 作用在銜鐵上負(fù)載力矩。作用在銜鐵上負(fù)載力矩。控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械

22、轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 上兩式整理，并進(jìn)行拉式變換：上兩式整理，并進(jìn)行拉式變換： LmaaatTKKsBsJiK)(2當(dāng)當(dāng)Km/Ka 之值一定時(shí)，得靜態(tài)方程之值一定時(shí)，得靜態(tài)方程 LamtTKiKmaamKKK其中其中控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 i0TL3TL2TL1力矩馬達(dá)的靜態(tài)特性曲線(xiàn)力矩馬達(dá)的靜態(tài)特性曲線(xiàn) 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 agu1 1u2 2rp+Rciri2Rc+

23、- - -ug gEb b銜鐵銜鐵線(xiàn)圈線(xiàn)圈導(dǎo)磁體導(dǎo)磁體永久磁鐵永久磁鐵SNSN（2）力矩馬達(dá)的動(dòng)態(tài)特性）力矩馬達(dá)的動(dòng)態(tài)特性 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 每個(gè)線(xiàn)圈的電壓方程為每個(gè)線(xiàn)圈的電壓方程為 dtdiMLdtdKiRirucbcp)(212sKisLrRubcpc)2(Kb 每個(gè)線(xiàn)圈的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；每個(gè)線(xiàn)圈的反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；Lc 每個(gè)線(xiàn)圈的自感系數(shù)。每個(gè)線(xiàn)圈的自感系數(shù)。 2ccLML拉式變換拉式變換 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電

24、機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 力平衡方程為力平衡方程為 LmaaatTKKsBsJiK)(21)1 ()1 ()1 ()1 (122230amaammammaLamaKKsKKsKKsTsKKuK力矩馬達(dá)對(duì)電壓和負(fù)載力矩的動(dòng)態(tài)響應(yīng)力矩馬達(dá)對(duì)電壓和負(fù)載力矩的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 LrRpca2aamJK)1 ()(0amapcutKKKrRKKK每一線(xiàn)圈的銜鐵回路轉(zhuǎn)折頻率；每一線(xiàn)圈的銜鐵回路轉(zhuǎn)折頻率； 銜鐵的固有頻率；銜鐵的固有頻率； 靜態(tài)增益常數(shù)；

25、靜態(tài)增益常數(shù)； Ku 放大器增益。放大器增益。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.2 電電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）機(jī)械轉(zhuǎn)換器（直流直線(xiàn)電機(jī)）二、動(dòng)鐵式電二、動(dòng)鐵式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器機(jī)械轉(zhuǎn)換器 力矩馬達(dá)典型的頻率特性力矩馬達(dá)典型的頻率特性 10o100相相角角100010幅幅值值比比K0-90o-180o控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)一、概述一、概述 步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將步進(jìn)電機(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(xiàn)位移的控制電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線(xiàn)位移的控制或執(zhí)行元件?；驁?zhí)行元件。 由專(zhuān)用電源供給電脈沖，每輸入一個(gè)脈沖，步由專(zhuān)用

26、電源供給電脈沖，每輸入一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就移動(dòng)一步。它的直線(xiàn)位移量或角位移量進(jìn)電機(jī)就移動(dòng)一步。它的直線(xiàn)位移量或角位移量與電脈沖數(shù)成正比，所以步進(jìn)電機(jī)的線(xiàn)速度或轉(zhuǎn)與電脈沖數(shù)成正比，所以步進(jìn)電機(jī)的線(xiàn)速度或轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。通過(guò)改變脈沖頻率的高低速與脈沖頻率成正比。通過(guò)改變脈沖頻率的高低就可以在很多范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并能快速就可以在很多范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并能快速起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)一、概述一、概述 2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制器控制器環(huán)形分配器環(huán)形分配器功率放大器功率放大器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輔助電路輔助電路驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)框

27、圖步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)框圖控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)1. 步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 可以開(kāi)環(huán)方式驅(qū)動(dòng)而無(wú)需反饋；可以開(kāi)環(huán)方式驅(qū)動(dòng)而無(wú)需反饋；無(wú)穩(wěn)定問(wèn)題；無(wú)穩(wěn)定問(wèn)題；無(wú)累積定位誤差；無(wú)累積定位誤差；步距值不受各種干擾因素影響；步距值不受各種干擾因素影響；能響應(yīng)數(shù)字輸入信號(hào)，適合于數(shù)字計(jì)算機(jī)控制；能響應(yīng)數(shù)字輸入信號(hào)，適合于數(shù)字計(jì)算機(jī)控制；機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，很少或無(wú)需維護(hù)，不易受污染；機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，很少或無(wú)需維護(hù)，不易受污染；可重復(fù)地堵轉(zhuǎn)而不會(huì)損壞，相當(dāng)堅(jiān)固耐用?？芍貜?fù)地堵轉(zhuǎn)而不會(huì)損壞，相當(dāng)堅(jiān)固耐用。 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 一、概述一、概述 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基

28、礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)增量或角步距是固定的，在步進(jìn)分辨率上缺運(yùn)動(dòng)增量或角步距是固定的，在步進(jìn)分辨率上缺乏靈活性；乏靈活性；采用普通驅(qū)動(dòng)器時(shí)效率低；采用普通驅(qū)動(dòng)器時(shí)效率低；在單步響應(yīng)中有過(guò)沖量和振蕩；在單步響應(yīng)中有過(guò)沖量和振蕩；承受大慣性負(fù)載的能力有限；承受大慣性負(fù)載的能力有限；開(kāi)環(huán)控制時(shí)摩擦負(fù)載增加了定位誤差；開(kāi)環(huán)控制時(shí)摩擦負(fù)載增加了定位誤差；可供使用的電機(jī)尺寸和輸出功率是有限的?？晒┦褂玫碾姍C(jī)尺寸和輸出功率是有限的。 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 一、概述一、概述 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi) 2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)（1）按步進(jìn)電機(jī)的工作原理可分為：）按

29、步進(jìn)電機(jī)的工作原理可分為：反應(yīng)式（反應(yīng)式（VR），永磁式（），永磁式（PM）和混合式（）和混合式（HB）等三種類(lèi)型。等三種類(lèi)型。 反應(yīng)式（反應(yīng)式（VR）步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子是由硅鋼片步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子是由硅鋼片及其它軟磁材料制成凸極結(jié)構(gòu)，定子磁極上繞有及其它軟磁材料制成凸極結(jié)構(gòu)，定子磁極上繞有線(xiàn)圈，轉(zhuǎn)子上無(wú)繞組。定子繞組勵(lì)磁后產(chǎn)生反應(yīng)線(xiàn)圈，轉(zhuǎn)子上無(wú)繞組。定子繞組勵(lì)磁后產(chǎn)生反應(yīng)力矩，轉(zhuǎn)子的齒依次被電磁鐵吸引而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)控力矩，轉(zhuǎn)子的齒依次被電磁鐵吸引而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)控制，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。制，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 一、概述一、概述 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)一、概述一、概述 永磁式（永磁式（P

30、M）的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式（的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式（VR）相似，只是）相似，只是轉(zhuǎn)子或定子的某一方裝的是永磁材料，另一方是由轉(zhuǎn)子或定子的某一方裝的是永磁材料，另一方是由軟磁材料制成。繞組輪流通電，建立的磁場(chǎng)與永久軟磁材料制成。繞組輪流通電，建立的磁場(chǎng)與永久磁鋼的恒定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。磁鋼的恒定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)一、概述一、概述 混合式（混合式（HB）又稱(chēng)為永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)，它又稱(chēng)為永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)，它的結(jié)構(gòu)兼有反應(yīng)式和永磁式的某些特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)子的的結(jié)構(gòu)兼有反應(yīng)式和永磁式的某些特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部裝有永久磁鐵，而齒槽部分仍由軟磁材料組成。內(nèi)部裝有永久

31、磁鐵，而齒槽部分仍由軟磁材料組成。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)一、概述一、概述 （2）按輸出轉(zhuǎn)矩分為：）按輸出轉(zhuǎn)矩分為：快速型和功率型?？焖傩秃凸β市汀？焖傩涂焖傩筒竭M(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩一般為步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩一般為 0.074 Nm?？伞？煽刂菩⌒途軝C(jī)床的工作臺(tái)，如線(xiàn)切割機(jī)床。控制小型精密機(jī)床的工作臺(tái)，如線(xiàn)切割機(jī)床。功率型功率型步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩一般為步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩一般為540Nm?？芍薄？芍苯域?qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件。接驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)一、概述一、概述 （3）按相數(shù)分為：）按相數(shù)分為：二、三、四、五、六、二、三、四、五、六、m 相

32、等。相等。相數(shù)越多，步距角越小，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。相數(shù)越多，步距角越小，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。（4）按運(yùn)動(dòng)方式分為：）按運(yùn)動(dòng)方式分為：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平面運(yùn)動(dòng)、滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平面運(yùn)動(dòng)、滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)一、概述一、概述 （5）按結(jié)構(gòu)分為：）按結(jié)構(gòu)分為：?jiǎn)味问健⒍喽问?、印刷繞組式。單段式、多段式、印刷繞組式。單段式也稱(chēng)垂軸式或徑向間隙式。單段式也稱(chēng)垂軸式或徑向間隙式。多段式也稱(chēng)順軸式或軸向間隙式。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，多段式也稱(chēng)順軸式或軸向間隙式。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，快速性和穩(wěn)定性好，功率型步進(jìn)電機(jī)多為軸向式?？焖傩院头€(wěn)定性好，功率型步進(jìn)電機(jī)多為軸向式。 控制電機(jī)控制

33、電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)是利用磁阻轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的，反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)是利用磁阻轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的，是我國(guó)目前使用最廣泛的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型式。是我國(guó)目前使用最廣泛的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型式。 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的主要特點(diǎn)是：氣隙小，定位精反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的主要特點(diǎn)是：氣隙小，定位精度高；步距角小，控制準(zhǔn)確；勵(lì)磁電流較大，要度高；步距角小，控制準(zhǔn)確；勵(lì)磁電流較大，要求驅(qū)動(dòng)電源功率大；電機(jī)內(nèi)部阻尼較長(zhǎng)，當(dāng)相數(shù)求驅(qū)動(dòng)電源功率大；電機(jī)內(nèi)部阻尼較長(zhǎng)，當(dāng)相數(shù)較少時(shí)，單步運(yùn)行振蕩時(shí)間較長(zhǎng)；斷電后無(wú)定位較少時(shí)，單步運(yùn)行振蕩時(shí)間較長(zhǎng)；斷電后無(wú)定位轉(zhuǎn)矩，需使用自鎖定位。轉(zhuǎn)矩，需

34、使用自鎖定位。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)三拍運(yùn)行時(shí)的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖三拍運(yùn)行時(shí)的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖1AABBCC2341AABBCC2341AABBCC234（一）工作原理（一）工作原理 定子上有六個(gè)極，每個(gè)極上都裝有控制繞組，每相定子上有六個(gè)極，每個(gè)極上都裝有控制繞組，每相對(duì)的兩極組成一相。轉(zhuǎn)子是四個(gè)均勻分布的齒，上對(duì)的兩極組成一相。轉(zhuǎn)子是四個(gè)均勻分布的齒，上面沒(méi)有繞組。面沒(méi)有繞組。 二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 當(dāng)當(dāng)A相控制繞組通電時(shí)，因磁通要

35、沿著磁阻最小相控制繞組通電時(shí)，因磁通要沿著磁阻最小的路徑閉合，將使轉(zhuǎn)子齒的路徑閉合，將使轉(zhuǎn)子齒1、3和定子極和定子極A、A對(duì)齊。對(duì)齊。 A相斷電，相斷電，B相控制繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子將在空間相控制繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子將在空間轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)30，即步距角，即步距角s=30，轉(zhuǎn)子齒，轉(zhuǎn)子齒2、4和定子和定子極極B、B對(duì)齊。對(duì)齊。 如再使如再使B相斷電，相斷電，C相控制繞組通電，轉(zhuǎn)子又在相控制繞組通電，轉(zhuǎn)子又在空間轉(zhuǎn)過(guò)空間轉(zhuǎn)過(guò)s=30，使轉(zhuǎn)子齒，使轉(zhuǎn)子齒1、3和定子極和定子極C、C對(duì)齊。如此循環(huán)往復(fù)。對(duì)齊。如此循環(huán)往復(fù)?？刂齐姍C(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)的

36、轉(zhuǎn)速取決于控制繞組與電源接通或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于控制繞組與電源接通或斷開(kāi)的變化頻率。的變化頻率。采用采用“單、雙拍單、雙拍”通電方式時(shí)，步距角要比通電方式時(shí)，步距角要比“單單拍拍”或或“雙拍雙拍”通電方式時(shí)減小一半。通電方式時(shí)減小一半。 定子控制繞組每定子控制繞組每改變一次通電方式改變一次通電方式，稱(chēng)為，稱(chēng)為一拍一拍。 每次只有每次只有一相控制繞組通電一相控制繞組通電，稱(chēng)為，稱(chēng)為單單；每次有；每次有兩兩相控制繞組通電相控制繞組通電，稱(chēng)為，稱(chēng)為雙雙。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) “三相雙三拍三相雙三拍”的通電方式：的通電方式：按按AB

37、BCCAAB，或，或ACCBBAAC的的通電順序運(yùn)行。通電順序運(yùn)行。 “三相單三拍三相單三拍”的通電方式：的通電方式：按按ABCA，或，或ACBA的通電順序運(yùn)行。的通電順序運(yùn)行。 “三相單、雙六拍三相單、雙六拍”的通電方式：的通電方式：按按AABBBCCCAA，或，或AACCCBBBAA的通電順序運(yùn)行。的通電順序運(yùn)行。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 六拍運(yùn)行時(shí)的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖六拍運(yùn)行時(shí)的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖1AABBCC2341AABBCC2341AABBCC234控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)

38、電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的步距角步距角s的大小是由轉(zhuǎn)子的齒數(shù)的大小是由轉(zhuǎn)子的齒數(shù)Zr、控制繞組的相數(shù)控制繞組的相數(shù)m和通電方式所決定。和通電方式所決定。 CmZrs360C 通電狀態(tài)系數(shù)，通電狀態(tài)系數(shù)，“單拍單拍”或或“雙拍雙拍”通電通電方式時(shí)方式時(shí)C=1；采用；采用“單、雙拍單、雙拍”通電方式時(shí)通電方式時(shí)C=2。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 若步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率為若步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率為f，則步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為，則步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 CmZfnr60步進(jìn)電機(jī)除了做成三相外，也可以做成二相、步進(jìn)電機(jī)除了做成

39、三相外，也可以做成二相、四相、五相、六相或更多的相數(shù)。步進(jìn)電機(jī)的四相、五相、六相或更多的相數(shù)。步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，則步距角相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，則步距角s就越小。就越小。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) （二）結(jié)構(gòu)形式（二）結(jié)構(gòu)形式 1單段式單段式單段式又稱(chēng)為徑向分相式。它是目前步進(jìn)電機(jī)中單段式又稱(chēng)為徑向分相式。它是目前步進(jìn)電機(jī)中使用最多的一種形式。定子的磁極的極面上開(kāi)有使用最多的一種形式。定子的磁極的極面上開(kāi)有小齒；轉(zhuǎn)子沿圓周也有均布的小齒，它們的齒形小齒；轉(zhuǎn)子沿圓周也有均布的小齒，它們的齒形和齒距完全相同。這種結(jié)構(gòu)形式使電機(jī)制造

40、簡(jiǎn)便，和齒距完全相同。這種結(jié)構(gòu)形式使電機(jī)制造簡(jiǎn)便，精度易于保證；步距角又可以做得較小，容易得精度易于保證；步距角又可以做得較小，容易得到較高的啟動(dòng)和運(yùn)行頻率。此外，這種電機(jī)消耗到較高的啟動(dòng)和運(yùn)行頻率。此外，這種電機(jī)消耗的功率較大，斷電時(shí)無(wú)定位轉(zhuǎn)矩。的功率較大，斷電時(shí)無(wú)定位轉(zhuǎn)矩。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)二、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 2多段式多段式多段式又稱(chēng)為軸向分相式。按其磁路的特點(diǎn)不多段式又稱(chēng)為軸向分相式。按其磁路的特點(diǎn)不同，又可分為軸向磁路多段式和徑向磁路多段同，又可分為軸向磁路多段式和徑向磁路多段式兩種。式兩種。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步

41、進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī) 電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子在結(jié)構(gòu)上采用永久磁鋼的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子或定子在結(jié)構(gòu)上采用永久磁鋼的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：繞組不通電時(shí)具有一定的定位轉(zhuǎn)矩；靜轉(zhuǎn)優(yōu)點(diǎn)：繞組不通電時(shí)具有一定的定位轉(zhuǎn)矩；靜轉(zhuǎn)矩尺寸比高；采用永磁轉(zhuǎn)子，所需的運(yùn)行功耗?。痪爻叽绫雀?；采用永磁轉(zhuǎn)子，所需的運(yùn)行功耗?。粰C(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；采用永磁轉(zhuǎn)子，阻尼特性好；能雙機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；采用永磁轉(zhuǎn)子，阻尼特性好；能雙向工作；由于許多部件是沖壓件，所以?xún)r(jià)格低廉。向工作；由于許多部件是沖壓件，所以?xún)r(jià)格低廉。 缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子慣量比低；永磁體的磁化強(qiáng)度缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子慣量比

42、低；永磁體的磁化強(qiáng)度可能有變化；反電勢(shì)高，而最高轉(zhuǎn)速低；由于本身可能有變化；反電勢(shì)高，而最高轉(zhuǎn)速低；由于本身結(jié)構(gòu)所限，不適于小步距角用途；起動(dòng)頻率低。結(jié)構(gòu)所限，不適于小步距角用途；起動(dòng)頻率低。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī) （一）工作原理（一）工作原理 永磁式步進(jìn)電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)如圖所示，轉(zhuǎn)子為一永磁式步進(jìn)電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)如圖所示，轉(zhuǎn)子為一對(duì)極或幾對(duì)極的星形磁鋼，定子上繞有二相或多相對(duì)極或幾對(duì)極的星形磁鋼，定子上繞有二相或多相繞組，定子每相極對(duì)數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極軸線(xiàn)位置對(duì)齊。繞組，定子每相極對(duì)數(shù)與轉(zhuǎn)子磁極軸線(xiàn)位置對(duì)齊。 當(dāng)定子繞組按當(dāng)定子繞組按AB

43、（-A）（-B）單四拍方）單四拍方式或式或ABB（-A）（-B）（）（-A）（-B）A雙四雙四拍方式通電時(shí)，轉(zhuǎn)子便連續(xù)旋轉(zhuǎn)，步距角拍方式通電時(shí)，轉(zhuǎn)子便連續(xù)旋轉(zhuǎn)，步距角45。若。若定子繞組按定子繞組按AABBB（-A）八拍方式八拍方式通電，則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)步距角為通電，則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)步距角為22.5。 這類(lèi)電機(jī)要求電源能輸出正負(fù)脈沖，電源較復(fù)雜。這類(lèi)電機(jī)要求電源能輸出正負(fù)脈沖，電源較復(fù)雜。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī) 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī)三、永磁式步進(jìn)電機(jī) （二）結(jié)構(gòu)形式（二）結(jié)構(gòu)形式永磁式步進(jìn)電機(jī)可根

44、據(jù)不同用途發(fā)展出各種不同的永磁式步進(jìn)電機(jī)可根據(jù)不同用途發(fā)展出各種不同的結(jié)構(gòu)形式。包括轉(zhuǎn)子多段式步進(jìn)電機(jī)，定子多段式結(jié)構(gòu)形式。包括轉(zhuǎn)子多段式步進(jìn)電機(jī)，定子多段式步進(jìn)電機(jī)，數(shù)碼顯示用步進(jìn)電機(jī)，定子帶磁鋼的步步進(jìn)電機(jī)，數(shù)碼顯示用步進(jìn)電機(jī)，定子帶磁鋼的步進(jìn)電機(jī)等。進(jìn)電機(jī)等。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)四、混合式步進(jìn)電機(jī)四、混合式步進(jìn)電機(jī) 混合式步進(jìn)電機(jī)是在永磁和變磁阻原理共同作混合式步進(jìn)電機(jī)是在永磁和變磁阻原理共同作用下運(yùn)轉(zhuǎn)的，也稱(chēng)為永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)。用下運(yùn)轉(zhuǎn)的，也稱(chēng)為永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)。 混合式步進(jìn)電機(jī)用得最多的步距角是混合式步進(jìn)電機(jī)用得最多的步距角是1.8，或每轉(zhuǎn)或每轉(zhuǎn)

45、200步。步。當(dāng)混合式步進(jìn)電機(jī)通以?xún)上嗾医涣麟姾?，?dāng)混合式步進(jìn)電機(jī)通以?xún)上嗾医涣麟姾螅涂勺鳛橥诫姍C(jī)使用。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可作為同步電機(jī)使用。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由下式求得：可由下式求得： 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)四、混合式步進(jìn)電機(jī)四、混合式步進(jìn)電機(jī) rNfS60 S 同步轉(zhuǎn)速，r/min； f 電源頻率，Hz； Nr 轉(zhuǎn)子齒數(shù)。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī) （一）工作原理（一）工作原理直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的工作原理如圖所示。定子用鐵磁材直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的工作原理如圖所示。定子用鐵磁材料制成料制成“定尺定尺”，其上開(kāi)有

46、間距為，其上開(kāi)有間距為t的矩形齒槽，的矩形齒槽，槽中填滿(mǎn)非磁材料（如環(huán)氧樹(shù)脂），使整個(gè)定子表槽中填滿(mǎn)非磁材料（如環(huán)氧樹(shù)脂），使整個(gè)定子表面非常光滑。動(dòng)子上裝有兩塊永久磁鋼面非常光滑。動(dòng)子上裝有兩塊永久磁鋼A和和B，每，每一磁極端部裝有用鐵磁材料制成的一磁極端部裝有用鐵磁材料制成的 形極片，每塊形極片，每塊極片有兩個(gè)齒（如極片有兩個(gè)齒（如a和和c），齒距為），齒距為1.5t，這樣，當(dāng)，這樣，當(dāng)齒齒a與定子的齒對(duì)齊時(shí)，齒與定子的齒對(duì)齊時(shí)，齒c便對(duì)準(zhǔn)槽。同一磁鋼的便對(duì)準(zhǔn)槽。同一磁鋼的兩個(gè)極片間隔的距離剛好使齒兩個(gè)極片間隔的距離剛好使齒a和和c能同時(shí)對(duì)準(zhǔn)定能同時(shí)對(duì)準(zhǔn)定子的齒，即它們的間隔是子的齒，即它

47、們的間隔是kt，k代表任一整數(shù)：代表任一整數(shù)：1、2、2、4。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī) 磁鋼磁鋼B與與A相同，但極性相反，它們之間的相同，但極性相反，它們之間的距離應(yīng)等于距離應(yīng)等于tk)41( 當(dāng)其中一個(gè)磁鋼的齒完全與定子的齒和槽對(duì)當(dāng)其中一個(gè)磁鋼的齒完全與定子的齒和槽對(duì)齊時(shí)，另一磁鋼的齒應(yīng)處于定子的齒和槽的齊時(shí)，另一磁鋼的齒應(yīng)處于定子的齒和槽的中間。中間。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī) 在磁鋼在磁鋼A的兩個(gè)的兩個(gè) 形極片上裝有形極片上裝有A相控制繞組，磁相控制繞組，磁鋼鋼B上裝

48、有上裝有B相控制繞組。如果某一瞬間，相控制繞組。如果某一瞬間，A相控相控制繞組中通入直流電流制繞組中通入直流電流iA，并假定箭頭指向左邊，并假定箭頭指向左邊的電流方向?yàn)檎较?，如圖（的電流方向?yàn)檎较?，如圖（a）所示。這時(shí)）所示。這時(shí)A相相繞組所產(chǎn)生的磁通在齒繞組所產(chǎn)生的磁通在齒a、a中與永久磁鋼的磁通中與永久磁鋼的磁通相迭加，而在齒相迭加，而在齒c、c中卻抵消，這時(shí)齒中卻抵消，這時(shí)齒c、c全部全部去磁，不起任何作用。在這過(guò)程中去磁，不起任何作用。在這過(guò)程中B相繞組不通電相繞組不通電流，即流，即iB=0，磁鋼，磁鋼B的磁通量在齒的磁通量在齒d、d、b和和b中中大致相等，沿著動(dòng)子移動(dòng)方向各齒產(chǎn)生

49、的作用力大致相等，沿著動(dòng)子移動(dòng)方向各齒產(chǎn)生的作用力互相平衡?；ハ嗥胶?。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī) 概括起來(lái)，這時(shí)只有概括起來(lái)，這時(shí)只有a、a在起作用，它使動(dòng)子處在起作用，它使動(dòng)子處在圖（在圖（a）所示的位置上。）所示的位置上。為了使動(dòng)子向右移動(dòng)，就是說(shuō)從圖（為了使動(dòng)子向右移動(dòng)，就是說(shuō)從圖（a）移到圖）移到圖（b）的位置，就要切斷）的位置，就要切斷A相繞組的電源，使相繞組的電源，使iA=0，同時(shí)給同時(shí)給B相繞組通入正向電流相繞組通入正向電流iB，這時(shí)在齒，這時(shí)在齒b和和b中中B相繞組產(chǎn)生的磁通與永久磁鋼的磁通相迭加，而相繞組產(chǎn)生的磁通與

50、永久磁鋼的磁通相迭加，而在齒在齒d、d中抵消。因而動(dòng)子便向右移動(dòng)半個(gè)齒寬，中抵消。因而動(dòng)子便向右移動(dòng)半個(gè)齒寬，既既t/4，使，使b、b 移到與定子的齒相對(duì)齊的位置。移到與定子的齒相對(duì)齊的位置。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī) 如果切斷電流如果切斷電流iB，并給，并給A相繞組通上反向電流，這相繞組通上反向電流，這時(shí)時(shí)A相繞組及磁鋼相繞組及磁鋼A產(chǎn)生的磁通與永久磁鋼的磁通產(chǎn)生的磁通與永久磁鋼的磁通在齒在齒c、c中相迭加，而在齒中相迭加，而在齒a、a中相抵消，動(dòng)子中相抵消，動(dòng)子便向右又移動(dòng)便向右又移動(dòng)t/4，使，使c和和c與定子的齒相對(duì)齊，如與定

51、子的齒相對(duì)齊，如圖（圖（c）所示。）所示。同理，如果切斷電流同理，如果切斷電流iA，并給，并給B相繞組通上反向電相繞組通上反向電流，動(dòng)子又向右移動(dòng)流，動(dòng)子又向右移動(dòng)t/4，使，使d和和d與定子的齒相對(duì)與定子的齒相對(duì)齊，如圖（齊，如圖（d）所示。）所示。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī)五、直線(xiàn)式步進(jìn)電機(jī) 經(jīng)過(guò)圖（經(jīng)過(guò)圖（a）、（）、（b）、（）、（c）、（）、（d）所示的四個(gè)階）所示的四個(gè)階段后，動(dòng)子便向右移動(dòng)一個(gè)齒距段后，動(dòng)子便向右移動(dòng)一個(gè)齒距t。如果還要繼續(xù)移。如果還要繼續(xù)移動(dòng)，只需重復(fù)前面次序通電。相反，如果想使動(dòng)子動(dòng)，只需重復(fù)前面次序通電。相反，如果想

52、使動(dòng)子向左移動(dòng)，只要把四個(gè)階段順序到過(guò)來(lái)，即按圖向左移動(dòng)，只要把四個(gè)階段順序到過(guò)來(lái)，即按圖（d）、（）、（c）、（）、（b）、（）、（a）的次序通電。）的次序通電。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo) （1）步距角）步距角s每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)為步距角。每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)為步距角。步距角的大小會(huì)直接影響步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行頻步距角的大小會(huì)直接影響步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，步距角小的往往起動(dòng)、運(yùn)行頻率較高。率，步距角小的往往起動(dòng)、運(yùn)行頻率較高。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)

53、的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)最大步距誤差：是指步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)內(nèi)相鄰兩最大步距誤差：是指步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)內(nèi)相鄰兩步之間最大步距和理想步距角的差值，用理想步距步之間最大步距和理想步距角的差值，用理想步距的百分?jǐn)?shù)表示。的百分?jǐn)?shù)表示。最大步距累積誤差：是指任意位置開(kāi)始，經(jīng)過(guò)任最大步距累積誤差：是指任意位置開(kāi)始，經(jīng)過(guò)任意步之后，角位移誤差的最大值。意步之后，角位移誤差的最大值。 （2）精度）精度 靜態(tài)步距角誤差：是指實(shí)際的步距角與理論的步靜態(tài)步距角誤差：是指實(shí)際的步距角與理論的步距角之間的差值，通常用理論步距角的百分?jǐn)?shù)或距角之間的差值，通常用理論步距角的百分?jǐn)?shù)或絕對(duì)值大小來(lái)衡量。靜態(tài)步距角誤差小，

54、表示電絕對(duì)值大小來(lái)衡量。靜態(tài)步距角誤差小，表示電機(jī)精度高。機(jī)精度高。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)（3）轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)矩T保持轉(zhuǎn)矩（定位轉(zhuǎn)矩）：是指步進(jìn)電機(jī)繞組不通電時(shí)電磁保持轉(zhuǎn)矩（定位轉(zhuǎn)矩）：是指步進(jìn)電機(jī)繞組不通電時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩的最大值，或轉(zhuǎn)角不超過(guò)一定值時(shí)的轉(zhuǎn)矩值。轉(zhuǎn)矩的最大值，或轉(zhuǎn)角不超過(guò)一定值時(shí)的轉(zhuǎn)矩值。靜轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)不改變控制繞組通電狀態(tài)，即轉(zhuǎn)子靜轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)不改變控制繞組通電狀態(tài)，即轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)情況下的電磁轉(zhuǎn)矩。不轉(zhuǎn)情況下的電磁轉(zhuǎn)矩。最大靜轉(zhuǎn)矩最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax：是指步進(jìn)電機(jī)在規(guī)定的通電相數(shù)下矩：是指步進(jìn)電機(jī)在規(guī)定的通

55、電相數(shù)下矩角特性的轉(zhuǎn)矩最大值。一般說(shuō)來(lái)，最大靜轉(zhuǎn)矩較大的電機(jī)可角特性的轉(zhuǎn)矩最大值。一般說(shuō)來(lái)，最大靜轉(zhuǎn)矩較大的電機(jī)可以帶動(dòng)較大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。以帶動(dòng)較大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL ：負(fù)載轉(zhuǎn)矩和最大靜轉(zhuǎn)矩的比值通常取為：負(fù)載轉(zhuǎn)矩和最大靜轉(zhuǎn)矩的比值通常取為0.30.5左右左右 動(dòng)轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)情況下的最大輸出轉(zhuǎn)矩值。動(dòng)轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)情況下的最大輸出轉(zhuǎn)矩值。它與運(yùn)行頻率有關(guān)。它與運(yùn)行頻率有關(guān)。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)（4）響應(yīng)頻率）響應(yīng)頻率響應(yīng)頻率：是指在某一頻率范圍，步進(jìn)電機(jī)可以任響應(yīng)頻率：是指在某一頻

56、率范圍，步進(jìn)電機(jī)可以任意運(yùn)行而不丟失一步的最大頻率。通常用起動(dòng)頻率意運(yùn)行而不丟失一步的最大頻率。通常用起動(dòng)頻率來(lái)作為衡量指標(biāo)。來(lái)作為衡量指標(biāo)。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)（5）起動(dòng)頻率）起動(dòng)頻率fq和起動(dòng)矩頻特性和起動(dòng)矩頻特性起動(dòng)頻率（突跳頻率）：是指步進(jìn)電機(jī)能夠不失起動(dòng)頻率（突跳頻率）：是指步進(jìn)電機(jī)能夠不失步起動(dòng)的最高脈沖頻率。產(chǎn)品目錄上一般都有空載步起動(dòng)的最高脈沖頻率。產(chǎn)品目錄上一般都有空載起動(dòng)頻率的數(shù)據(jù)，但在實(shí)際使用時(shí)，步進(jìn)電機(jī)大都起動(dòng)頻率的數(shù)據(jù)，但在實(shí)際使用時(shí)，步進(jìn)電機(jī)大都要在帶負(fù)載的情況下起動(dòng)，這時(shí)負(fù)載起動(dòng)頻率是一要在

57、帶負(fù)載的情況下起動(dòng)，這時(shí)負(fù)載起動(dòng)頻率是一個(gè)重要指標(biāo)。個(gè)重要指標(biāo)。起動(dòng)矩頻特性：是指步進(jìn)電機(jī)在一定的負(fù)載慣量起動(dòng)矩頻特性：是指步進(jìn)電機(jī)在一定的負(fù)載慣量下，起動(dòng)頻率隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的特性稱(chēng)為起動(dòng)矩頻下，起動(dòng)頻率隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的特性稱(chēng)為起動(dòng)矩頻特性，通常以表格或曲線(xiàn)形式給出。特性，通常以表格或曲線(xiàn)形式給出。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)（6）運(yùn)行頻率）運(yùn)行頻率fq和運(yùn)行矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性運(yùn)行頻率：步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)控制脈沖頻率連運(yùn)行頻率：步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)控制脈沖頻率連續(xù)上升時(shí)能不失步的最高頻率稱(chēng)為運(yùn)行頻率。通常續(xù)上升時(shí)能不失步的最高

58、頻率稱(chēng)為運(yùn)行頻率。通常給出的也是空載下的運(yùn)行頻率。給出的也是空載下的運(yùn)行頻率。運(yùn)行矩頻特性：當(dāng)電機(jī)帶著一定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)運(yùn)行矩頻特性：當(dāng)電機(jī)帶著一定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小有關(guān)，兩者的關(guān)系稱(chēng)為運(yùn)行行頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小有關(guān)，兩者的關(guān)系稱(chēng)為運(yùn)行矩頻特性。矩頻特性。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)必須注意：步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)頻率、運(yùn)行頻率及其矩必須注意：步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)頻率、運(yùn)行頻率及其矩頻特性都與電源型式有密切關(guān)系，使用者必須了解頻特性都與電源型式有密切關(guān)系，使用者必須了解技術(shù)數(shù)據(jù)給出的性能指標(biāo)是在怎樣型式的電源下測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)給出的性

59、能指標(biāo)是在怎樣型式的電源下測(cè)定的。一般來(lái)說(shuō)，高低壓切換型電源其性能指標(biāo)較定的。一般來(lái)說(shuō)，高低壓切換型電源其性能指標(biāo)較高，如使用時(shí)改為單一電壓型電源，則性能指標(biāo)要高，如使用時(shí)改為單一電壓型電源，則性能指標(biāo)要相應(yīng)降低。相應(yīng)降低。 控制電機(jī)控制電機(jī)基礎(chǔ)基礎(chǔ)2.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)六、步進(jìn)電機(jī)的性能指標(biāo)（7）額定電流）額定電流電機(jī)不動(dòng)時(shí)每一相繞組容許通過(guò)的電流定為額定電機(jī)不動(dòng)時(shí)每一相繞組容許通過(guò)的電流定為額定電流。當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每相繞組通過(guò)的是脈沖電流，電流。當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每相繞組通過(guò)的是脈沖電流，電流表指示的讀數(shù)為脈沖電流平均值。繞組電流太電流表指示的讀數(shù)為脈沖電流平均值。繞組電流太大，電機(jī)溫升會(huì)超過(guò)容許值。大，電機(jī)溫升會(huì)超過(guò)容許值。（8）額定電壓）額定電壓步進(jìn)電機(jī)額定電壓指的是驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)供給的電壓，步進(jìn)電機(jī)額定電壓指的是驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)供給的電