電機(jī)與電氣控制技術(shù)項(xiàng)目教程 課件 劉玉娟 項(xiàng)目4 常用控制電機(jī)應(yīng)用

電機(jī)與電氣控制技術(shù)項(xiàng)目教程項(xiàng)目四常用控制電機(jī)應(yīng)用任務(wù)一伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用項(xiàng)目概述隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，在普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生出多種具有特殊性能的小功率電機(jī)。因其各種特殊的控制性能而常在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件、檢測元件和解算元件，統(tǒng)稱為控制電機(jī)，也稱特種電機(jī)?？刂齐姍C(jī)與普通電機(jī)從基本的電磁感應(yīng)原理角度來說，本質(zhì)上并沒有差別，只是著重點(diǎn)不同普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)主要是進(jìn)行能量變換，要求有較高的力能指標(biāo)；而控制電機(jī)主要是對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行傳遞和變換，要求有較高的控制性能，如要求反應(yīng)快、精度高、運(yùn)行可靠等?？刂齐姍C(jī)可以分為驅(qū)動(dòng)用控制電機(jī)和控制用電機(jī)兩大類前者主要用來驅(qū)動(dòng)各種機(jī)構(gòu)、儀表以及各種電器等；后者是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中傳遞、變換和執(zhí)行控制信號(hào)的小功率電機(jī)的總稱，用作執(zhí)行元件或信號(hào)元件?？刂朴玫奶胤N電機(jī)分為測量元件和執(zhí)行元件測量元件包括旋轉(zhuǎn)變壓器，交、直流測速發(fā)電機(jī)等；執(zhí)行元件主要有交、直流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。主要學(xué)習(xí)伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、銘牌值。了解其使用方法和使用注意事項(xiàng)，能進(jìn)行常見故障的分析排除。本項(xiàng)目知識(shí)目標(biāo)熟悉伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)、用途與分類。01了解伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。02了解伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本原理、特性。03了解伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方法。04了解伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。05學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)認(rèn)識(shí)伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要部件，說明主要部件的作用01能認(rèn)識(shí)銘牌上型號(hào)參數(shù)的意義02能進(jìn)行伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制03能進(jìn)行伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的簡單故障診斷和處理04能力目標(biāo)學(xué)習(xí)過程中態(tài)度積極，主動(dòng)求知。01養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。02具備舉一反三的辯證思維能力。03學(xué)習(xí)任務(wù)單01任務(wù)引入02知識(shí)學(xué)習(xí)03任務(wù)實(shí)施04目錄01學(xué)習(xí)任務(wù)單項(xiàng)目五常用控制電機(jī)應(yīng)用學(xué)時(shí)

任務(wù)4.1伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用學(xué)時(shí)

任務(wù)描述結(jié)合實(shí)物、動(dòng)畫方式熟悉伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，了解其工作原理，結(jié)合實(shí)物、圖形方式了解伺服電動(dòng)機(jī)的分類，識(shí)讀其型號(hào)參數(shù)的意義，熟悉伺服電動(dòng)機(jī)的性能、電氣特征和工作特性等主要指標(biāo)。任務(wù)流程觀察伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)→熟悉各主要部件的作用→分析伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理→檢測伺服電動(dòng)機(jī)“伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)任務(wù)單如表4-1所示。表4-1“伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)任務(wù)單02任務(wù)引入伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件使用。機(jī)床、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。如它將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩或速度輸出，以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。改變輸入信號(hào)的大小和極性可以改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向，故輸入的電壓信號(hào)又稱為控制信號(hào)或控制電壓。沒有控制信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；有控制信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)信號(hào)消失，轉(zhuǎn)子立刻自行停轉(zhuǎn)（即無“自轉(zhuǎn)”）。根據(jù)使用電源的不同，伺服電動(dòng)機(jī)分為直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類。02機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性為線性04快速響應(yīng)01調(diào)速范圍寬03無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的性能有如下要求03知識(shí)學(xué)習(xí)按照勵(lì)磁方式的不同一、直流伺服電動(dòng)機(jī)01結(jié)構(gòu)直流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和原理與普通直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理沒有根本區(qū)別。永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)的磁極由永久磁鐵制成，不需要?jiǎng)?lì)磁繞組和勵(lì)磁電源。電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)一般采用他勵(lì)結(jié)構(gòu)，磁極由勵(lì)磁繞組構(gòu)成，通過單獨(dú)的勵(lì)磁電源供電。直流伺服電動(dòng)機(jī)分為永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)和電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)。按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同空心杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)由于其力能指標(biāo)較低，現(xiàn)在已很少采用。無槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是直徑較小的細(xì)長型圓柱鐵芯，通過耐熱樹脂將電樞繞組固定在鐵芯上，具有散熱好、力能指標(biāo)高、快速性好的特點(diǎn)。直流伺服電動(dòng)機(jī)分為空心杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)和無槽電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)氣隙小磁路不飽合與普通直流電動(dòng)機(jī)相比，直流伺服電動(dòng)機(jī)有以下特點(diǎn)（1）電樞電阻大電樞細(xì)長轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小機(jī)械特性為軟特性（2）02直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理和控制方式直流伺服電動(dòng)機(jī)從原理上講就是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其工作原理與普通的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相同，只不過直流伺服電動(dòng)機(jī)輸出功率較小而已。直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別裝在定子和轉(zhuǎn)子上當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組都通過電流時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來當(dāng)其中的一個(gè)繞組斷電時(shí)，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。輸入的控制信號(hào)，既可加到勵(lì)磁繞組上，也可加到電樞繞組上一種稱為電樞控制直流伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電樞控制時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組上加上恒壓勵(lì)磁，將控制電壓作用于電樞繞組來進(jìn)行控制，電樞繞組即為控制繞組.即直流伺服電動(dòng)機(jī)有兩種控制方式0102一種稱為勵(lì)磁控制在電動(dòng)機(jī)的電樞繞組上施加恒壓，將控制電壓作用于勵(lì)磁繞組來進(jìn)行控制。另一種使用永久磁鐵作磁極，省去勵(lì)磁繞組,稱為永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)一種用勵(lì)磁繞組通過直流電流進(jìn)行勵(lì)磁，稱為電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁方式也分兩種圖4-1直流伺服電動(dòng)機(jī)電樞控制原理圖由于勵(lì)磁控制有嚴(yán)重的缺點(diǎn)（調(diào)節(jié)特性在某一范圍不是單值函數(shù)，每個(gè)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)兩個(gè)控制信號(hào)），故使用的場合很少；電樞控制中回路電感小，響應(yīng)快，電樞控制的特性好，所以在自動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用電樞控制。在電樞控制方式下，作用于電樞的控制電壓為Uc（下標(biāo)c表示控制，也可用Ua表示電樞電壓），勵(lì)磁電壓Uf保持不變，如圖4-1所示。直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式為式中Ce為電勢常數(shù)；CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù)；Ra為電樞回路電阻。伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，指控制電壓一定時(shí)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系當(dāng)作用于電樞回路的控制電壓Uc不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩T增大時(shí)轉(zhuǎn)速n降低，轉(zhuǎn)矩的增加與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降成正比，轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n之間成線性關(guān)系，不同控制電壓作用下的機(jī)械特性如圖4-2a所示a)機(jī)械特性圖4-2直流伺服電動(dòng)機(jī)的特性電樞控制時(shí)的直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是線性的，而且存在“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象（控制信號(hào)消失后，電機(jī)仍不停止轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象叫“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象），在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是一種很好的執(zhí)行元件。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T不變時(shí)，控制電壓的增加與轉(zhuǎn)速的增加成正比，轉(zhuǎn)速n與控制電壓Uc也成線性關(guān)系。不同轉(zhuǎn)矩時(shí)的調(diào)節(jié)特性如圖4-2b所示。伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性是指在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速隨控制電壓變化的關(guān)系b)調(diào)節(jié)特性圖4-2直流伺服電動(dòng)機(jī)的特性由圖可知當(dāng)轉(zhuǎn)速n＝0時(shí)，不同轉(zhuǎn)矩T所需要的控制電壓Uc也是不同的，只有當(dāng)電樞電壓大于這個(gè)電壓值，電動(dòng)機(jī)才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)特性與橫軸的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓值稱始動(dòng)電壓。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不同時(shí)，始動(dòng)電壓也不同，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL越大，始動(dòng)電壓就越高，死區(qū)越大。負(fù)載越大，死區(qū)越大，伺服電機(jī)越不靈敏，所以適用于負(fù)載較小的場合。缺點(diǎn)直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好調(diào)整范圍大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大效率高01電樞電流較大02電刷和換向器維護(hù)工作量大03接觸電阻不穩(wěn)定04電刷與換向器之間的火花有可能對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾如圖4-3所示為交流伺服電動(dòng)機(jī)的實(shí)物及工作原理示意圖。二、交流伺服電動(dòng)機(jī)01工作原理圖4-3交流伺服電動(dòng)機(jī)a)實(shí)物圖b)工作原理示意圖

在單相異步電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來以后，斷開起動(dòng)繞組，電動(dòng)機(jī)仍然能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在交流伺服電動(dòng)機(jī)中，控制繞組斷開后，電動(dòng)機(jī)仍然轉(zhuǎn)動(dòng)，那么伺服電動(dòng)機(jī)就處于“自轉(zhuǎn)”狀態(tài)，這是控制系統(tǒng)不能允許的。交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與單相異步電動(dòng)機(jī)有相似之處交流伺服電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組f和控制繞組c在空間位置上相差90o電角度，工作時(shí)，勵(lì)磁繞組接入恒定交流電壓，控制繞組由伺服放大器供電通入控制電壓，兩個(gè)電壓的頻率相同，并且在相位上也相差90o電角度。這樣，兩個(gè)繞組共同作用在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下會(huì)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。如果電機(jī)參數(shù)與一般的單相異步電動(dòng)機(jī)一樣，那么當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速雖會(huì)下降些，但仍會(huì)繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)在控制信號(hào)消失后仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的失控現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”?！白赞D(zhuǎn)”的原因是控制電壓消失后，電機(jī)仍有與原轉(zhuǎn)速方向一致的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)交流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組接到勵(lì)磁電流上若控制繞組加上的控制電壓，控制電壓為0時(shí)（即無控制電壓），所產(chǎn)生的是脈振磁通勢，所建立的是脈振磁場，電機(jī)無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；當(dāng)控制繞組加上的控制電壓不為0且產(chǎn)生的控制電流與勵(lì)磁電流的相位不同時(shí)，建立起橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，于是產(chǎn)生起動(dòng)力矩，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻較?。ㄅR界轉(zhuǎn)差率Sm<1）時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖4-4a所示，曲線T+為正向旋轉(zhuǎn)磁場作用下的機(jī)械特性，曲線T?為反向旋轉(zhuǎn)磁場作用下的機(jī)械特性，曲線T為合成機(jī)械特性曲線，可以看出，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同，電動(dòng)機(jī)仍然能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。如何消除伺服電動(dòng)機(jī)的“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象呢?只需要增加伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻就可以了。當(dāng)控制繞組斷開后，只有勵(lì)磁繞組起到勵(lì)磁作用，單相交流繞組產(chǎn)生的是一個(gè)脈振磁場，脈振磁場可以分解為兩個(gè)方向相反大小相同的旋轉(zhuǎn)磁場。a)Sm<1時(shí)的機(jī)械特性圖4-4交流電動(dòng)機(jī)單相勵(lì)磁時(shí)的機(jī)械特性當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻較大（Sm≥1）時(shí)曲線T為合成機(jī)械特性曲線，可以看出，電磁轉(zhuǎn)矩與伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖4-4b所示，轉(zhuǎn)速的方向相反，在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)能夠迅速地停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而消除了交流伺服電動(dòng)機(jī)的“自轉(zhuǎn)”。圖4-4交流電動(dòng)機(jī)單相勵(lì)磁時(shí)的機(jī)械特性b)Sm≥1時(shí)機(jī)械特性簡單說消除“自轉(zhuǎn)”的方法是消除與原轉(zhuǎn)速方向一致的電磁轉(zhuǎn)矩，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與原轉(zhuǎn)速方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)在控制電壓消失時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢酝ㄟ^增加轉(zhuǎn)子電阻的辦法來消除“自轉(zhuǎn)”。02基本結(jié)構(gòu)交流伺服電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上類似于單相異步電動(dòng)機(jī)，它的定子鐵心中安放著空間相差90o電角度的兩相繞組，一相稱為勵(lì)磁繞組，一相稱為控制繞組。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，勵(lì)磁繞組接單相交流電壓，控制繞組接控制信號(hào)電壓，要求兩相電壓要同頻率。轉(zhuǎn)子主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：（1）籠型轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子和單相異步電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子一樣，但其籠型轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條采用高電阻率的導(dǎo)電材料制造，如青銅、黃銅。另外，為了提高交流伺服電動(dòng)機(jī)的快速響應(yīng)性能，伺服電機(jī)籠型轉(zhuǎn)子做成又細(xì)又長，從而減小了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，降低了電動(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)?；\型轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)體積較大，氣隙小，所需的勵(lì)磁電流小，功率因數(shù)較高，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度大，但快速響應(yīng)性能稍差，低速運(yùn)行也不夠平穩(wěn)。（2）非磁性空心杯轉(zhuǎn)子非磁性空心杯轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子做成了杯形結(jié)構(gòu)，為了減小氣隙，在杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)還有一個(gè)內(nèi)定子，內(nèi)定子一般不放繞組，僅起導(dǎo)磁作用；外定子鐵芯槽內(nèi)安放有勵(lì)磁繞組和控制繞組，空心杯轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-5所示?？招谋D(zhuǎn)子位于內(nèi)外定子之間，通常用非磁性材（如銅、鋁或鋁合金）制成，杯壁厚0.2～0.8mm，故稱空心杯，杯形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小且具有較大的電阻，在電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場作用下，杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流，渦流與主磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使杯形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。圖4-5空心杯轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖由于非磁性空心杯轉(zhuǎn)子的壁厚約為0.2～0.6mm，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，故電動(dòng)機(jī)快速響應(yīng)性能好，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)平滑，無抖動(dòng)現(xiàn)象。由于使用內(nèi)外定子，氣隙較大，故勵(lì)磁電流較大，體積也較大。03控制方法在交流伺服電動(dòng)機(jī)中，除了要求電動(dòng)機(jī)不能

”自轉(zhuǎn)“外，還要求改變加在控制繞組上的電壓的大小和相位，能夠控制交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小和方向。改變控制繞組中控制電壓的相位，可以改變兩相繞組的超前滯后的相位關(guān)系，從而改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方向也會(huì)發(fā)生變化。改變控制電壓的大小和相位，可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的磁通，從而改變電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)發(fā)生變化。交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法有幅值控制、相位控制和幅相控制三種。勵(lì)磁繞組和控制繞組共同作用產(chǎn)生的是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是由相位超前的那一相繞組轉(zhuǎn)向相位滯后的那一相繞組。（1）幅值控制幅值控制是保持控制電壓

與勵(lì)磁電壓

之間的相位差不變，并等于90o電角度的相位關(guān)系，通過改變控制電壓的幅值來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其原理如圖4-6所示。圖4-6幅值控制由圖中可見，勵(lì)磁繞組f

恒接于大小和相位不變的交流電壓

進(jìn)行勵(lì)磁，控制繞組c加控制電壓,它是通過移相器使相位較粒子勵(lì)磁繞組電壓

相差90度電角并保持不變，然后用電位器來調(diào)節(jié)控制電壓的大小對(duì)伺

服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。當(dāng)控制電壓=0,則轉(zhuǎn)速為0，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。（2）相位控制圖4-7相位控制相位控制是保持控制電壓的幅值不變，通過調(diào)節(jié)控制電壓的相位，從而改變控制電壓與勵(lì)磁電壓之間的相位角來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其原理如圖4-7所示。通過移相器可以改變控制電壓與勵(lì)磁電壓

之間的相位角，當(dāng)其相位角為00時(shí)，則轉(zhuǎn)速為0，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。（3）幅相控制幅相控制是指通過同時(shí)改變控制電壓的幅值及與之間的相位角來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。具體方法是在勵(lì)磁繞組回路中串入一個(gè)移相電容C，再接到穩(wěn)壓電源上，這時(shí)勵(lì)磁繞組上的電壓

=-控制繞組上加與

相同的控制電壓

。那么當(dāng)改變控制電壓

幅值來控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，由于轉(zhuǎn)子組與勵(lì)磁繞組之間的耦合作用，勵(lì)磁繞組的電流也隨著轉(zhuǎn)速的化而發(fā)生變化，而使勵(lì)磁繞組兩端的電壓及電容C上的電壓也隨之變化。這樣改變幅值的結(jié)果使、的幅值，所以屬于幅值和相位復(fù)合控制方式，如圖4-8所示。當(dāng)控制電壓=0，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為0，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。圖4-8幅相控制在幅相控制方式中，勵(lì)磁回路中所接的電容在選擇時(shí)要盡量使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)兩相繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢大小相等、相位差為90o，以保證電動(dòng)機(jī)有良好的起動(dòng)性能。在三種控制方法中，雖然幅相控制的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性最差，但由于這種方法所采用的控制設(shè)備簡單，不用移相裝置，應(yīng)用最為廣泛。伺服電動(dòng)機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，當(dāng)輸入控制電壓后，伺服電動(dòng)機(jī)能按照控制信號(hào)的要求驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械。伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床，各種測量儀器、辦公設(shè)備以及計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)設(shè)備等場合獲得廣泛應(yīng)用。下面介紹交流伺服電動(dòng)機(jī)在測溫儀表電子電位差計(jì)中的應(yīng)用。04伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用圖4-9電子電位差計(jì)原理圖如圖4-9所示為電子電位差計(jì)原理圖。該系統(tǒng)主要由熱電偶、電橋電路、變流器、放大器與交流伺服電動(dòng)機(jī)等組成。在測量溫度時(shí)，將開關(guān)SA搬向b處，將熱電偶接入。熱電偶將被測的溫度轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢Et，而電橋電路中電阻R2上的電壓I0R2是用來平衡Et的，當(dāng)兩者不相等時(shí)將產(chǎn)生不平衡電壓△U，而△U經(jīng)過變流器變換為交流電壓，再經(jīng)過放大器放大，用來驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)SM。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后帶動(dòng)測溫儀指針偏轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)滑線電阻器的滑動(dòng)端移動(dòng)。當(dāng)滑線電阻器R2達(dá)到一定值時(shí)，電橋達(dá)到平衡，伺服電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，指針停留在一個(gè)轉(zhuǎn)角α處。由于測溫儀的指針被伺服電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)，而偏轉(zhuǎn)角度α與被測溫度t之間存在著對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此，可從測溫儀刻錄盤上直接讀得被測溫度t的值。在測溫前，將開關(guān)SA扳到a位，將電動(dòng)勢E0的標(biāo)準(zhǔn)電池接入；然后調(diào)節(jié)R3，然后調(diào)節(jié)R3，使I0（R1+R2）=E0,△U=0,此時(shí)的電流I0為標(biāo)準(zhǔn)值。在測溫時(shí)，要保持I0為恒定的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)被測溫度上升或下降時(shí)，△U的極性不同，亦即控制電壓的相位不同，從而使得伺服電動(dòng)機(jī)正向或反向運(yùn)轉(zhuǎn)，電橋電路重新達(dá)到平衡，從而測得相應(yīng)的溫度。04任務(wù)實(shí)施一、說明直流伺服電動(dòng)機(jī)的型號(hào)1

JSF：無電刷直流伺服電動(dòng)機(jī)。260：電動(dòng)機(jī)的外徑（mm）。340：額定功率，以10W為單位，此時(shí)的額定功率為400W430：額定轉(zhuǎn)速，以100r/min為單位，此時(shí)的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。5D：額定電壓，A—24V;B—36V;C—48V;D—72V6F：裝配選項(xiàng)，K—鍵槽；F—扁平軸；S—光軸；G—減速機(jī)；P—特殊制作。7100：編碼器的分辨率。以JSF-60-40-30-DF-100為例說明直流伺服電動(dòng)機(jī)的型號(hào)參數(shù)。二、說明交流伺服電動(dòng)機(jī)的型號(hào)以SM100-050-30LFB為例說明交流伺服電動(dòng)機(jī)的型號(hào)參數(shù)01表示電動(dòng)機(jī)為正弦交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)。SM02電動(dòng)機(jī)的外徑（mm）。10003電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)距（N.m）,其值為三位數(shù)乘以0.1。.05004電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速（r/min）,其值為兩位數(shù)乘以100。3005電動(dòng)機(jī)適配驅(qū)動(dòng)器的工作電壓。L—AC220V；H—AC380V。L或H06表示反饋元件的規(guī)格，F(xiàn)—復(fù)合式增量編碼器；F1—省線式增量編碼器；R1—對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器。F、F1或R107電動(dòng)類型，基本型。B三、對(duì)比交直流伺服電動(dòng)機(jī)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，查閱相關(guān)資料從結(jié)構(gòu)、機(jī)械特性、有無可能出現(xiàn)“自傳”現(xiàn)象、效率等方面進(jìn)行比較，建立感性認(rèn)識(shí)，能根據(jù)具體使用情況，合理選用。本小節(jié)結(jié)束！電機(jī)與電氣控制技術(shù)項(xiàng)目教程項(xiàng)目四常用控制電機(jī)應(yīng)用任務(wù)二

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用Content學(xué)習(xí)任務(wù)單01任務(wù)引入02知識(shí)學(xué)習(xí)03任務(wù)實(shí)施04目錄步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中刀具的進(jìn)給、繪圖機(jī)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備及自動(dòng)記錄儀表等。它主要應(yīng)用于工作難度大、速度快及精度高的場合，尤其是電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了十分廣闊的前景。01學(xué)習(xí)任務(wù)單項(xiàng)目四常用控制電機(jī)的應(yīng)用學(xué)時(shí)

任務(wù)4.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用學(xué)時(shí)

任務(wù)描述結(jié)合實(shí)物、圖形方式了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類，識(shí)讀其銘牌參數(shù)的意義，熟悉步進(jìn)服電動(dòng)機(jī)的性能、電氣特征和工作特性等主要指標(biāo)，正確選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。任務(wù)流程弄清步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類別→了解使用注意問題→熟悉銘牌參數(shù)→了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及產(chǎn)品系列表4-3“步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)任務(wù)單

“步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用”的學(xué)習(xí)任務(wù)單如表4-3所示。02任務(wù)引入下面以三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例，介紹步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的電動(dòng)機(jī)，每當(dāng)一個(gè)電脈沖加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制繞組上時(shí)，它的軸就轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，角位移量與電脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，又被稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。在數(shù)字控制系統(tǒng)中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用作執(zhí)行元件，如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在數(shù)控開環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按相數(shù)單相兩相三相多相按勵(lì)磁方式反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵心都由硅鋼片疊壓而成；反應(yīng)式永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，二者定子上有繞組；永磁式混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點(diǎn)，其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個(gè)小齒以提高步矩精度?；旌鲜?3知識(shí)學(xué)習(xí)一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖4-10三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)靈敏及速度快等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子相數(shù)一般為2～6個(gè)，定子磁極數(shù)為定子相數(shù)的2倍。如圖4-10所示為三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)示意圖。定子上有均勻分布的六個(gè)磁極，每兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相，同一相上的控制繞組可以并聯(lián)或串聯(lián)，三相繞組；轉(zhuǎn)子鐵心上沒有繞組，只有四個(gè)齒，齒寬等于定子極靴寬。二、工作原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖如圖4-11所示如圖4-11a)所示當(dāng)A相控制繞組通電，B、C兩相控制繞組不通電時(shí)，由于磁力線總是通過磁阻最小的路徑閉合，轉(zhuǎn)子將受到磁阻轉(zhuǎn)矩的作用，使轉(zhuǎn)子齒1和3與定子A相磁級(jí)軸線對(duì)齊，（步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的繞組也可以用U相、V相、W相命名）。圖4-11三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單三拍控制時(shí)的工作原理a）

A相通電

二、工作原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖如圖4-11所示如圖4-11b)所示此時(shí)磁力線所通過的磁路磁阻最小，磁導(dǎo)最大，轉(zhuǎn)子只受徑向力而無切向力作用，轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)B相控制繞組通電，A、C兩相控制繞組不通電時(shí)，與B相磁極最近的轉(zhuǎn)子齒2和4會(huì)旋轉(zhuǎn)到與B相磁極相對(duì)，轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過30o。圖4-11三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單三拍控制時(shí)的工作原理b）

B相通電

二、工作原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖如圖4-11所示如圖4-11c)所示。當(dāng)C相控制繞組通電，A、B兩相控制繞組不通電，與C相磁極最近的轉(zhuǎn)子齒1和3會(huì)旋轉(zhuǎn)到與C相磁極相對(duì)，轉(zhuǎn)子再次順時(shí)針轉(zhuǎn)過30o。圖4-11三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單三拍控制時(shí)的工作原理c）

C相通電

這樣按A-B-C-A的順序輪流給各相控制繞組通電，轉(zhuǎn)子就會(huì)在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下按順時(shí)針方向一步一步的轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)方向取決于控制繞組輪流通電的順序，若通電順序?yàn)锳-C-B-A，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)?？刂评@組從一種通電狀態(tài)變換到另一種通電狀態(tài)叫做“一拍”，每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角θb。每次只有一相控制繞組通電，切換三次為一個(gè)循環(huán)，稱為三相單三拍控制方式。三相單三拍控制方式由于每次只有一相通電，轉(zhuǎn)子在平衡位置附近來回?cái)[動(dòng)，運(yùn)行不穩(wěn)定，很少采用。三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)除了單三相控制方式外，還有三相雙三拍控制方式和三相單、雙六拍控制方式。上面的通電方式的特點(diǎn)是圖4-12步進(jìn)電機(jī)的三相單、雙六拍運(yùn)行方式三相雙三拍控制的通電順序?yàn)锳B-BC-CA-AB，每次有兩相繞組同時(shí)通電，每一循環(huán)也需要切換三次，步距角與三相單三拍控制方式相同，也為30o。三相單、雙六拍控制方式的通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A，如圖圖4-12所示，首先A相通電，然后A、B兩相同時(shí)通電，再斷開A相使B相單獨(dú)通電，再使B、C兩相同時(shí)通電，依此順序不斷輪流通電，完成一次循環(huán)需要六拍。三相六拍控制方式的步距角只有三相單三拍和雙三拍的一半，為15o。設(shè)轉(zhuǎn)子齒數(shù)為Zr，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距需要的拍數(shù)為N，則步距角為三相雙三拍控制方式和三相六拍控制方式在切換過程中始終保證有一相持續(xù)通電，力圖使轉(zhuǎn)子保持原有位置，工作比較平穩(wěn)。

（4-2）（4-3）可見，磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)，與電壓和負(fù)載等因素?zé)o關(guān)。在轉(zhuǎn)子齒數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率成正比，與拍數(shù)成反比。三相磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)模型的步距角太大，難于滿足生產(chǎn)中小位移量的要求，為了減小步距角，實(shí)際中將轉(zhuǎn)子和定子磁極都加工成多齒結(jié)構(gòu)。單三拍通電方式?jīng)]有這種作用，在切換瞬間，轉(zhuǎn)子失去自鎖能力，容易失步（即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)與拍數(shù)不相等），在平衡位置也容易產(chǎn)生振蕩。轉(zhuǎn)子齒數(shù)為Zr＝40個(gè)，齒沿轉(zhuǎn)子圓周均勻分布，齒和槽的寬度相等，齒間夾角為9o；定子上有六個(gè)磁極，每極的極靴上均勻分布有五個(gè)齒，齒寬和槽寬相等，齒間夾角也是9o。磁極上裝有控制繞組，相對(duì)的兩個(gè)極的繞組串聯(lián)起來并且連接成三相星形。每個(gè)定子磁極的極距為60o，每個(gè)極距所占的齒距數(shù)不是整數(shù)，當(dāng)A-A′相繞組通電，A-A′相磁極下的定、轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊時(shí)，B-B′磁極和C-C′磁極下的齒就無法對(duì)齊，依次錯(cuò)開1/3齒距角（即錯(cuò)開3o）。一般的，m相異步電動(dòng)機(jī)，依次錯(cuò)開的距離為1/m齒距。如圖4-13所示是小步距角的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖圖4-13小步距角的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如果采用三相單三拍通電方式進(jìn)行控制當(dāng)A相通電時(shí)，A磁極的定子齒和轉(zhuǎn)子齒完全對(duì)齊，而B磁極和B磁極下的定子齒和轉(zhuǎn)子齒無法對(duì)齊，依次錯(cuò)開1/3和2/3齒距（即3o和6o）；當(dāng)A相斷電，B相通電時(shí)，B磁極下的定子齒和轉(zhuǎn)子齒就會(huì)完全對(duì)齊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過1/3齒距；同樣的，當(dāng)B相斷電，C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)再次轉(zhuǎn)過1/3齒距。不難看出，通電方式循環(huán)改變一輪后，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距。如果采用三相六拍通電時(shí)，步距角為通電方式循環(huán)一輪需要三拍，則步距角θb為3o，我們也可由步距角計(jì)算公式計(jì)算得出步距角為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距所需的運(yùn)行拍數(shù)取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)和通電方式，增加相數(shù)也可以減小步距角。但相數(shù)增多，所需驅(qū)動(dòng)電路就越復(fù)雜。常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)除了三相以外，還有四相、五相和六相的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。圖4-13所示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的齒距角為9o，采用三相單三拍通電時(shí)設(shè)控制脈沖的頻率為f，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為設(shè)控制脈沖的頻率為f，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為圖4-13小步距角的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語1.拍數(shù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)，或轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)。以四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運(yùn)行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。2.步距角步距角也稱為步距，是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)改變一次通電方式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。步距角與定子繞組的相數(shù)、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)和通電方式有關(guān)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360°/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例，四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360°/（50*4）=1.8°（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360°/（50*8）=0.9°（俗稱半步）。目前我國步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為0.36o～90o，常用的有7.5o/15o、3o/6o、1.5o/3o、0.9o/1.8o、0.75o/1.5o、0.6o/1.2o、0.36o/0.72o等幾種。3.最大靜轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜特性，是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)（即步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處于通電狀態(tài)不變，轉(zhuǎn)子保持不動(dòng)的定位狀態(tài)）時(shí)的特性，包括靜轉(zhuǎn)矩、矩角特性及靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩。在穩(wěn)定狀態(tài)下，如果在轉(zhuǎn)子軸上加上負(fù)載轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定角度θ，并能穩(wěn)定下來，這時(shí)轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，該電磁轉(zhuǎn)矩即為靜轉(zhuǎn)矩，而角度θ即為失調(diào)角。對(duì)應(yīng)于某個(gè)失調(diào)角時(shí)，靜轉(zhuǎn)矩最大，稱為最大靜轉(zhuǎn)矩。靜轉(zhuǎn)矩是衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無關(guān)。4.步距角精度步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示為：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。5.失步步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)，稱之為失步。9.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行頻率f是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)控制脈沖連續(xù)上升時(shí)，能不失步運(yùn)行的最高頻率，負(fù)載越小，連續(xù)運(yùn)行頻率越高。在帶動(dòng)相同負(fù)載時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率比起動(dòng)頻率高得多。8.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率fst是指在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下能夠不失步起動(dòng)的最高脈沖頻率。Fst的大小與驅(qū)動(dòng)電路和負(fù)載大小有關(guān)。步距角θb越小，負(fù)載越小，則起動(dòng)頻率越高。7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作頻率一般包括起動(dòng)頻率、制動(dòng)頻率和連續(xù)運(yùn)行頻率。對(duì)同樣的負(fù)載轉(zhuǎn)矩來說，正、反向的起動(dòng)頻率和制動(dòng)頻率是一樣的，所以一般技術(shù)數(shù)據(jù)中只給出起動(dòng)頻率和連續(xù)運(yùn)行頻率。6.失調(diào)角轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。12.運(yùn)行矩頻特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選擇的根本依據(jù)。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制繞組的電脈沖時(shí)間間隔大于其機(jī)電過渡過程所需的時(shí)間，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩和脈沖頻率的關(guān)系稱為矩頻特性。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩隨著脈沖頻率的升高而降低。11.最大空載的運(yùn)行頻率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。10.最大空載起動(dòng)頻率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。型號(hào)為110BF3的反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的含義如下：四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)說明反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)表示1.電動(dòng)機(jī)的外徑（mm）110反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)BF定子繞組的相數(shù)3型號(hào)為55BYG4的混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的含義如下:混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)表示2.電動(dòng)機(jī)的外徑（mm）55混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)BYG勵(lì)磁繞組的相數(shù)4步距角和轉(zhuǎn)速大小不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不受各種環(huán)境條件諸如溫度、壓力、振動(dòng)、沖擊等影響，而僅僅與脈沖頻率成正比，通過改變脈沖頻率的高低可以大范圍地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并能實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)，而且有自鎖的能力，不需要機(jī)械制動(dòng)裝置，不經(jīng)減速器也可獲得低速運(yùn)行。它每轉(zhuǎn)過一周的步數(shù)是固定的，只要不丟步，角位移誤差不存在