工信版(中职)电机与驱动技术项目6 步进电动机电子课件.pptx
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1、YCF(中职)电机与驱动技术项目6 步进电动机电子课件项目六 步进电动机电机与驱动技术掌握步进电动机的原理和结构1掌握步进电动机的主要参数2学习目标了解反应式步进电动机的特性3了解MC542步进驱动器4厚德|博学|笃行|乐业6.1 反应式步进电动机原理与结构 步进电动机是一种把电脉冲信号转换成机械角位移的控制电机,每输入一个电脉冲,电机就会旋转一定的角度,常作为数字控制系统中的执行元件。厚德|博学|笃行|乐业三相单三拍 步进电动机的控制方式(三相单三拍)(a)A相通电 (b)B相通电 (c)C相通电三相绕组中的通电顺序为:A 相相 B 相相 C 相相6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.1
2、反应式步进电动机原理与运行方式厚德|博学|笃行|乐业基本概念:“三相”指定子绕组有3组;“单”指每次只能一相绕组通电;“双”指每次只能两相绕组通电;“三拍”指通电三次完成一个通电循环。三相反应式步进电动机三相步进电机的工作方式可分为:三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍。6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.1反应式步进电动机原理与运行方式厚德|博学|笃行|乐业三相双三拍三相绕组中的通电顺序为:A B相相 BC相相 AC相相 步进电动机的控制方式(三相单双拍)(a)AB相通电 (b)BC相通电 (c)AC相通电6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.1反应式步进电动机原理与运行方式厚德|
3、博学|笃行|乐业(a)A相通电 (b)AB相通电(c)B相通电(d)BC相通电(e)C相通电 (f)CA相通电三相单双六拍步进电动机的通电方式(三相六拍)6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.1反应式步进电动机原理与运行方式厚德|博学|笃行|乐业(a)A相通电 (b)AB相通电(c)B相通电(d)BC相通电(e)C相通电 (f)CA相通电三相单双六拍步进电动机的通电方式(三相六拍)6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.1反应式步进电动机原理与运行方式厚德|博学|笃行|乐业步进电机由定子(绕组、定子铁芯),转子(转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承),前后端盖等组成。步进电机的结构示意图6.
4、1 反应式步进电动机原理与结构6.1.2 反应式步进电动机结构厚德|博学|笃行|乐业定子绕组 定子每极上套有一个集中绕组,相对两极的绕组串联构成一相。步进电动机可以做成二相、三相、四相、五相、六相、八相等。定子铁芯 定子铁芯为凸极结构,由硅钢片迭压而成。在面向气隙的定子铁芯表面有齿距相等的小齿。步进电机定子包括绕组和定子铁芯组成。步进电机定子结构示意图为了减小步距角,实际的步进电机通常在定子凸极和转子上开很多小齿,这样就可以大大减小步距角,提高步进电机的控制精度。6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.2 反应式步进电动机结构厚德|博学|笃行|乐业转子 步进电机的转子上只有齿槽没有绕组,系统
5、工作要求不同,转子齿数也不同。转子的外圈由50个小齿构成,转子1和转子2的小齿于构造上互相错开1/2螺距。由此转子形成了100个小齿。步进电机转子结构示意图6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.2 反应式步进电动机结构6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.3 反应式步进电动机的基本特点一、控制脉冲频率f步进电动机的不能使用普通电源供电,必须采用专用电源提供电脉冲,在运行时按一定规律对它各相绕组轮流的通电,才能一步步的转动。厚德|博学|笃行|乐业每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角,用符号b表示。式中:N为运行拍数,N=Km;K为通电系数,当前后通电相数一致时,K=1,否则,K=
6、2;m为相数6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.3 反应式步进电动机的基本特点二、步距角厚德|博学|笃行|乐业步进电机的转速取决于各相定子绕组通入电脉冲的频率,其速度为:N 为运行拍数;f 为控制脉冲的频率,即每秒输入的脉冲数;ZR 为转子齿数。式中:三、转速6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.3 反应式步进电动机的基本特点厚德|博学|笃行|乐业保持转矩是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重
7、要的参数之一。比如,当人们说2Nm的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2Nm的步进电机。四、步进电机的保持转矩6.1 反应式步进电动机原理与结构6.1.3 反应式步进电动机的基本特点厚德|博学|笃行|乐业步进电动机的静态特性是指当某些定子绕组仍通以恒定不变的电流时,转子将固定于某一位置保持,称为静止状态。在静止状态时电磁转矩T与失调角e之间的函数关系即矩角特性。电角度来表示齿距角te。如果将步进电动机的齿数看成转子的极对数,一个齿距就对应360电角度,用弧度表示为2。6.2 反应式步进电动机的特点6.2.1 反应式步进电动机的静态特性厚德|博学|笃行|乐业6.2 反应式步进电动机的
8、特点6.2.1 反应式步进电动机的静态特性厚德|博学|笃行|乐业6.2 反应式步进电动机的特点6.2.1 反应式步进电动机的静态特性厚德|博学|笃行|乐业6.2 反应式步进电动机的特点6.2.1 反应式步进电动机的静态特性一、单相通电时的矩角特性步进电动机在静止状态下,当处于空载条件,转子不受负载转矩影响处于稳定平衡点,如果转子上带有一定负载,则转子将偏离稳定平衡点一个角度,使得在这个角度下的电磁转矩与负载转矩相平衡,这个角度称为失调角e厚德|博学|笃行|乐业6.2 反应式步进电动机的特点6.2.1 反应式步进电动机的静态特性在单相通电时矩角特性为厚德|博学|笃行|乐业6.2 反应式步进电动机
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