步进电机的原理及其使用.ppt

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1、步进电机的原理及其使用制作人：孙加冉班级：机电30801班学校：河北化工医药学院 步进电机原理及使用说明步进电机原理及使用说明一、步进电机简介一、步进电机简介二、步进电机的分类二、步进电机的分类三、三、步进电机步进电机的一些基本参数的一些基本参数四、步进电机的特点四、步进电机的特点五、步进电机的驱动电源五、步进电机的驱动电源六、感应子式步进电机工作六、感应子式步进电机工作原理原理七、感应子式步进电机七、感应子式步进电机十、十、步进电机步进电机的应用的应用十一、其他说明十一、其他说明十二、参考十二、参考文献文献：八、驱动控制系统八、驱动控制系统组成组成九、步进电机的选择九、步进电机的选择一、步进

2、电机简介一、步进电机简介v步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。二、步进电机的分类二、步进电机的分类v1、应式步进电机（VR）v2、永磁式步进电机（PM）v3、混合式步进电机（HB）v4、单相式步进电机三、步进电机的一些基本参数三、步进电机的一些基本参数v1、步距角v表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的

3、角度。真正的步距角和驱动器有关。v2、步进电机的相数v是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同3保持转矩v是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。四、步进电机的特点四、步进电机的特点v1、输出角与输入脉冲严格成正比，且在时间长同步。步进电机的步距角不受各种干扰因素，如电压的大小、电流的数值、波形的影响，转子的速度主要取决与脉冲信号的频率，总的位移量则取决与总脉冲数。v2、步进电机的转向可以通过改变通电顺序来改变。v3、转子惯量小，启、停时间短。v4、步进电机具有自锁能力，一旦停止输入脉冲，只要维持绕组通电机就可以保持在该固定位置

4、。v5、步进电机的步进角有误差、转子转过一定步数以后也会出现累计误差，但转子转过一转时间以后，其累积误差为零，不会长期积累。v6、与计算机接口容易，维修方便，寿命长。步进电机本身就是一个数/模转换器，能够直接接受计算机的输出的数字量。v7、能量效率低，存在失步现象。五、步进电机的驱动电源五、步进电机的驱动电源v1、步进电机应由专用的驱动电源来供电，由驱动电源和步进电机组成一套伺服装置来驱动负载工作。v2、步进电机的驱动电源，主要包括边频信号源、脉冲分配器和脉冲放大器等三个部分，如图14所示。六、感应子式步进电机工作原理六、感应子式步进电机工作原理反应式步进电机原理反应式步进电机原理v1、结构：

5、v电机转子均匀分布着很多小齿，v定子齿有三个励磁绕阻，其几v何轴线依次分别与转子齿轴线v错开。0、1/3、2/3,v2、旋转：v如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。v如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3，此时齿3与C偏移为1/3，齿4与A偏移（-1/3）=2/3。v如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3，此时v与A偏移为1/3对齐。v如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3v3、力矩：v电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量）当转子与定子错开一定角度产生力v

6、F与（d/d）成正比v其磁通量=BrXSvF与LXDXBr成正比v力矩=力*半径v因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。七、感应子式步进电机七、感应子式步进电机v1、特点v(1)、应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。（2）、因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。v2、分类v（1）、按相数可分为：二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。v（

7、2）、按机座号（电机外径）可分为：42BYG(BYG为感应子式步进电机代号）、57BYG、86BYG、110BYG、（国际标准）八、驱动控制系统组成八、驱动控制系统组成v使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如下：v1、脉冲信号的产生脉冲信号一般由单片v机或CPU产生，一般脉冲v信号的占空比为左v右，电机转速越高，占空v比则越大。v2、信号分配v应子式步进电机以二、四相电机为主，二相电机工作方式有二相四拍和二相八拍二种。v3、功率放大v功率放大是驱动系统最为重要的v部分。步进电机一经定型，其性v能取决于电机的驱动电源。步进v电机转速越高，力距越大则要求v电机的电流

8、越大，驱动电源的电v压越高。电压对力矩影响如右：v4、细分驱动器九、步进电机的选择九、步进电机的选择v步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。v1、步距角的选择v2、静力矩的选择v3、电流的选择v综上所述选择电机一v般应遵循以下步骤：十、步进电机的应用十、步进电机的应用v1.步进电机主要用于一些有定位要求的场合。v例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台（毛孔定位），包装机（定长度）。一般涉及到定位的场合都用得到。v2.广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。v3.步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用，最先进的步进电机混合式步进电机十一、其他说明十一、其他说明v有关低频振动、升降速、机械共振、工作往复运动的误差、平面圆弧X、Y插补误差以及其他问题。具体解决办法恕不便在此叙述，可咨询厂家，根据具体情况解决。v不同厂家的电机在设计、使用材料及加工工艺方面差别很大，选用步进电机应注重可靠性而轻性能、重品质而轻价格。v最好采用同一生产厂家的控制器、驱动器和电机。这样便于最终客户的维护。十二、参考文献十二、参考文献v机电一体化概论（赵再军编）v控制电机（李光友编）ww机电30801班