4.2.1-步进电机.ppt

进给伺服系统的概述（1学时） 伺服电机及其调速（3学时）  位置检测装置（1学时）  进给伺服系统的分析（1学时）
第四章 进给伺服系统
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步进电机产生和应用
步进电机流行于70年代，该系统结构简单、控制容易、维修方面，且控制为全数字化。随着计算机技术的发展，除功率驱动电路之外，其它部分均可由软件实现，从而进一步简化结构。因此，这类系统目前仍有相当的市场。目前步进电机仅用于小容量、低速、精度要不高的场合，如经济型数控、打印机、绘图机等计算机的外部设备。
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步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械
角位移的电磁机械装置。
步进电机和一般电机不同，一般电机通电
后连续转动，而步进电机则随输入的脉冲按
节拍一步一步地转动。对步进电机施加一个
电脉冲信号时，步进电机就旋转一个固定的
角度，称为一步。每一步所转过的角度叫做
步距角。
步进电机工作特点
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步进电机的角位移量和输入的脉冲数成正比。在时间上与输入的脉冲同步。
因此，只需要控制输入脉冲的数量、频率及电机绕组通电相序，便可以获得所需要的转角、转速及转动方向。
在无脉冲输入时，步进电机在绕组电源激励下，气隙磁场能使转子保持原有的位置而处于定位状态。
步进电机工作特点
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步进电机结构： 定子
转子
步进电机结构
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1 步进电机的工作原理
如图所示，三相反应式步进电机工作原理图。
由转子和定子组成。定子上有A、B、C三对磁极绕组，分别为A相、B相、C相。
转子是硅钢片软磁材料迭合成的带齿廓形状的铁心。
如果在定子上的三对绕组中通直流电流，就会产生磁场。
B相通电
A相通电
C相通电
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当A、B、C三对磁极的绕组依次轮流通电，则A、B、C三对磁极依次产生磁场吸引转子转动。
√当A相通电时，B相和C相不通电，电机铁心的AA轴方向产生磁通，在磁拉力的作用下，转子1、3齿与A相磁极对齐，2、4两齿与B、C两磁极相对错开300
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√当B相通电时，C相和A相断电，电机铁心的BB轴方向产生磁通，在磁拉力的作用下，转子沿逆时针方向旋转300，2、4齿与B相磁极对齐。1、3两齿与C、A两磁极相对错开300
√当C相通电时，A相和B相断电，电机铁心的CC轴方向产生磁通，在磁拉力的作用下，转子沿逆时针方向旋转300，1、3齿与C相磁极对齐。2、4两齿与A、B两磁极相对错开300
若按A B C。。。通电相序连续通电，则步进电机就连续地沿逆时针方向转动，每换接一次相序，步进电机沿逆时针方向转动300，即步距角为300。
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若按A C B。。。进行，则转子沿顺时针方向旋转。
上述通电方式称为三相单三拍通电方式。
所谓“单”是指每次只有一相绕组通电的意思。
√“一拍”——从一相通电换接到另一相通电称为一拍。
√“三拍”——每一拍转子转过一个步距角，这样“三拍”是指通电换接三次后完成一个通电周期。
三相六拍通电方式 ——即按A AB B BC C CA
相序通电。（见下图）
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B相通电
BC相通电
C相通电
AB相通电
A相通电
CA相通电
工作原理： 当A相通电，1、3齿与A相磁极对齐。当A、B两相同时通电，因A极吸引1、3齿，B极吸引2、4齿，转子逆时针旋转150。随着A相断电，只有B相通电
1
3
A吸1、3两齿 A吸1、3两齿
B吸2、4两齿
B吸2、4两齿
B吸2、4两齿
C吸1、3
2
4
C吸1、3
A吸2、4
C吸1、3
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