步進(jìn)電機(jī)的原理及其使用ppt課件

1、步進(jìn)電機(jī)的原理及其使用孫加冉班級：機(jī)電30801班學(xué)校：河北化工醫(yī)藥學(xué)院 步進(jìn)電機(jī)原理及使用說明步進(jìn)電機(jī)原理及使用說明 一、步進(jìn)電機(jī)簡介一、步進(jìn)電機(jī)簡介v步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。二、步進(jìn)電機(jī)的分類二、步進(jìn)電機(jī)的分類v1、應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)VR）v2、永磁式步進(jìn)電機(jī)PM）v3、混合式步進(jìn)電機(jī)HB）v4、單相

2、式步進(jìn)電機(jī)三、步進(jìn)電機(jī)的一些基本參數(shù)三、步進(jìn)電機(jī)的一些基本參數(shù)v1、步距角v表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號，電機(jī)所轉(zhuǎn)動的角度。真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。v2、步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)v是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同 3保持轉(zhuǎn)矩 v是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。 四、步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)四、步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)v1 、輸出角與輸入脈沖嚴(yán)格成正比，且在時(shí)間長同步。步進(jìn)電機(jī)的步距角不受各種干擾因素，如電壓的大小、電流的數(shù)值、波形的影響，轉(zhuǎn)子的速度主要取決與脈沖信號的頻率，總的位移量則取決與總脈沖數(shù)。v2 、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向可以通過改變通

3、電順序來改變。v3 、轉(zhuǎn)子慣量小，啟、停時(shí)間短。v4 、步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力，一旦停止輸入脈沖，只要維持繞組通電機(jī)就可以保持在該固定位置。v5、步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角有誤差、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會出現(xiàn)累計(jì)誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時(shí)間以后，其累積誤差為零，不會長期積累。v6、與計(jì)算機(jī)接口容易，維修方便，壽命長。步進(jìn)電機(jī)本身就是一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，能夠直接接受計(jì)算機(jī)的輸出的數(shù)字量。v7、能量效率低，存在失步現(xiàn)象。五、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源五、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源v1、步進(jìn)電機(jī)應(yīng)由專用的驅(qū)動電源來供電，由驅(qū)動電源和步進(jìn)電機(jī)組成一套伺服裝置來驅(qū)動負(fù)載工作。 v2、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源，主要包括邊頻信號源、脈沖分配器和脈

4、沖放大器等三個(gè)部分，如圖14所示。 六、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)工作原理六、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)工作原理 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理 v1、構(gòu)造：v 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，v定子齒有三個(gè)勵磁繞阻，其幾v何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線v錯(cuò)開。0、1/3、2/3, v2、旋轉(zhuǎn)：v 如A相通電，B，C相不通電時(shí)，由于磁場作用，齒1與A對齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。v 如B相通電，A，C相不通電時(shí)，齒2應(yīng)與B對齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過1/3，此時(shí)齒3與C偏移為1/3，齒4與A偏移-1/3）=2/3。v如C相通電，A，B相不通電，齒3應(yīng)與C對齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過1/3，此時(shí)v與A偏移為1/3對齊。v

5、如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3v3、力矩：v電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場磁通量當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開一定角度產(chǎn)生力vF與d/d成正比 v其磁通量=BrXS vF與LXDXBr成正比v力矩=力*半徑v因此，電機(jī)有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然。七、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)七、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)v1、特點(diǎn) v(1)、應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點(diǎn)，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。v （2）、因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反

6、電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。 v2、分類v（1）、按相數(shù)可分為：二相電機(jī)、三相電機(jī)、四相電機(jī)、五相電機(jī)等。v（2）、按機(jī)座號電機(jī)外徑可分為：42BYG(BYG為感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)代號）、57BYG、86BYG、110BYG、（國際標(biāo)準(zhǔn)） 八、驅(qū)動控制系統(tǒng)組成八、驅(qū)動控制系統(tǒng)組成v 運(yùn)用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如下： v1、脈沖信號的產(chǎn)生v 脈沖信號一般由單片v機(jī)或CPU產(chǎn)生，一般脈沖v信號的占空比為0.3-0.4左v右，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，占空v比則越大。v2、信號分配v應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以二、四相電機(jī)為主，二相電機(jī)工作

7、方式有二相四拍和二相八拍二種 。v3、功率放大v功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的v部分。 步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定型，其性v能取決于電機(jī)的驅(qū)動電源。步進(jìn)v電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，力距越大則要求v電機(jī)的電流越大，驅(qū)動電源的電v壓越高。電壓對力矩影響如右：v 4、細(xì)分驅(qū)動器九、步進(jìn)電機(jī)的選擇九、步進(jìn)電機(jī)的選擇v步進(jìn)電機(jī)有步距角涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號便確定下來了。v1、步距角的選擇v2、靜力矩的選擇v3、電流的選擇v綜上所述選擇電機(jī)一v般應(yīng)遵循以下步驟：十、步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十、步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用v1.步進(jìn)電機(jī)主要用于一些有定位要求的場合。v例如：線切割的工作臺拖動，植毛機(jī)工作臺毛孔定位），包裝機(jī)定長度）。一般涉及到定位的場合都用得到。 v 2.廣泛應(yīng)用于ATM機(jī)、噴繪機(jī)、刻字機(jī)、寫真機(jī)、噴涂設(shè)備、醫(yī)療儀器及設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)及海量存儲設(shè)備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動化、機(jī)器人等領(lǐng)域。 v 3.步進(jìn)電機(jī)在電腦繡花機(jī)等紡織機(jī)械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用， 十一、其他說明十一、其他說明v有關(guān)低頻振動、升降速、機(jī)械共振、工作往復(fù)運(yùn)動的誤差、平面圓弧X、Y插補(bǔ)誤差以及其他問題。具體解決辦法恕不便在此敘述，可咨詢廠家，根據(jù)具體情況解決。v 不同廠家的電機(jī)在設(shè)計(jì)、使用材料及加工工藝方面差