步进电机驱动与控制.ppt

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1、关于步进电机驱动与控制现在学习的是第1页，共23页以反应式为例说明步进电机的结构和原理以反应式为例说明步进电机的结构和原理通常按励磁方式分为三大类：通常按励磁方式分为三大类：步进电机的种类步进电机的种类：现在学习的是第2页，共23页 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。结构和工作原理。如下：如下：ABCIAIBIC 定子内圆周定子内圆周均匀分布着六个均匀分布着六个磁极，磁极上有磁极，磁极上有励磁绕组，每两励磁绕组，每两个相对的绕组组个相对的绕组组成一相。采用成一相。采用Y连连接，转子有四个齿接，转子有四个齿。定子定子转子转子现在学习的是第

2、3页，共23页 由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，因此会在由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产生切向力，而形成磁阻转矩，使转子转动。磁力线扭曲时产生切向力，而形成磁阻转矩，使转子转动。现以现以A B C A的通电顺序，使三相绕组的通电顺序，使三相绕组 轮流通入直流电流，观察转子的运动情况。轮流通入直流电流，观察转子的运动情况。BCIAIBIC现在学习的是第4页，共23页CABBCA3412 A相绕组通电，相绕组通电，B、C相相不通电。气隙产生以不通电。气隙产生以A-AA-A为轴线的为轴线的磁场，而磁力线总是力图从磁阻最磁场，而磁力线总是力图从磁阻最小的路径通过，

3、故电动机转子受到小的路径通过，故电动机转子受到一个反应转矩，在此转矩的作用下一个反应转矩，在此转矩的作用下，转子必然转到左图所示位置：，转子必然转到左图所示位置：1、3齿与齿与A、A极对齐。极对齐。现在学习的是第5页，共23页CABBCA3412同理，同理，B相通电时，转子会转过相通电时，转子会转过30 角，角，2、4齿和齿和B、B 磁极轴线对齐；当磁极轴线对齐；当C相通电时，转子相通电时，转子再转过再转过30 角，角，1、3齿和齿和C、C磁极轴线对齐。磁极轴线对齐。1C342CABBA现在学习的是第6页，共23页这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环这种工作方式下，三个绕组依次通电一

4、次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。三拍工作方式。按按AB C A 的顺序给三相绕组轮流的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30(步距角步距角)，每个通电循环周期，每个通电循环周期(3拍拍)磁场在空间旋转了磁场在空间旋转了360而转子而转子转过转过90(一个齿距角一个齿距角)。按按AAB B BC C CA的顺序给三相绕组轮流的顺序给三相绕组轮流通电。通电。这种方式可以获得更精确的控制特性。这种方式可以获得更精确的控制特性。现在学习的是第7页

5、，共23页CABBCA3412CABBCA3412 A相通电，相通电，转子转子1 1、3 3齿与齿与A、A 对齐。对齐。A、B相同时通电，相同时通电，A、A 磁极拉住磁极拉住1、3齿，齿，B、B 磁极拉住磁极拉住2、4齿，转子齿，转子转转过过15，到达左图所示位置到达左图所示位置。现在学习的是第8页，共23页CABBCA3412 B B 相通电，相通电，转子转子2、4齿与齿与B、B 对齐对齐,又转又转过过15。3412CABBCA B、C相同时通电，相同时通电，C、C 磁极拉住磁极拉住1、3齿，齿，B、B 磁极拉住磁极拉住2、4齿，转子再转齿，转子再转过过15。现在学习的是第9页，共23页 三

6、相反应式步进电动机的一个通电循环周三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下：期如下：AAB B BC C CA，每个循每个循环周期分为六拍。每拍转子转过环周期分为六拍。每拍转子转过15（步距角），（步距角），一一个通电循环周期个通电循环周期(6拍拍)转子转过转子转过90 (齿距角齿距角)。与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更小，更适用于需要精确定位的控制系统中。小，更适用于需要精确定位的控制系统中。按按AB BC CA的顺序给三相绕组轮流通的顺序给三相绕组轮流通电。每拍有两相绕组同时通电电。每拍有两相绕组同时通电。现在学习的是第10页，共23页步进电机通过

7、一个电脉冲转子转过的角度步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为称为N:一个周期的运行拍数一个周期的运行拍数,即即通电状态通电状态循环一周需要改变的次数循环一周需要改变的次数Zr：转子齿数：转子齿数NZrS360如：如：Zr=40,N=3 时时3340360S 步距角步距角拍数：拍数：N=kmk=1 1 单拍制单拍制2 2 双拍制双拍制m:m:相数相数现在学习的是第11页，共23页驱动控制器构成现在学习的是第12页，共23页不同频率时绕组电流波形频率较低时频率较高时现在学习的是第13页，共23页单电压放大电路最理想的电流波形就是矩形波。电路时间常数：=L/(Ra+r)现在学习的是第14页，共

8、23页高低电压驱动现在学习的是第15页，共23页恒流斩波驱动原理图与电流波形Uf是步进电机控制脉冲。现在学习的是第16页，共23页四细分驱动现在学习的是第17页，共23页细分时合成磁势现在学习的是第18页，共23页细分驱动电路现在学习的是第19页，共23页环形分配器软环形分配器现在学习的是第20页，共23页硬件环形分配器CH250CH250引脚定义CL和EN端均可作为脉冲的输入端。当脉冲由CL端输入时，EN端必须接1，脉冲上升沿有效。当脉冲由EN端输入时，CL端必须接0，脉冲下降沿有效。现在学习的是第21页，共23页CH250接法三相双三拍正反转三相六拍正反转现在学习的是第22页，共23页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第23页，共23页