步进电机的结构和工作原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,步进电机,2021/10/10,步进电动机的工作原理与特点,原理：步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。,特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。,(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。,(3)改变脉冲顺序，改变转动方向。,(4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比.,2021/10/10,步进电动机结构,注意：,步进电机通的是直流电脉冲,步进电机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成。,定、转子铁心由软磁材料或硅钢片叠成凸极结构，定、转子磁极上均有小齿，定、转子的齿数相等。其中定子有六个磁极,定子定子磁极上套有星形连接的三相控制绕组，每两个相对的磁极为一相，组成一相控制绕组,转子上没有绕组。转子上相邻两齿间的夹角称为齿距角,2021/10/10,工作方式,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,等,。,一、三相单三拍,（,1,）三相绕组联接方式：,Y,型,（,2,）三相绕组中的通电顺序为：,A,相,B,相,C,相,通电顺序也可以为：,A,相,C,相,B,相,2021/10/10,（,3,）工作过程,引,转子，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，使转、定子的齿对齐停止转动。,A,相通电，,A,方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转,子被磁化，吸,A,相通电使转子,1,、,3,齿和,AA,对齐。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,2021/10/10,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,B,相通电，转子,2,、,4,齿和,B,相轴线对齐，相对,A,相通电位置转,30,；,1,C,3,4,2,C,A,B,B,A,C,相通电再转,30,2021/10/10,这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。,三相单三拍的特点：,（,1,）每来一个电脉冲，转子转过,30,。此角称为步距角，用,S,表示。,（,2,）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。,2021/10/10,二、三相单双六拍,三相绕组的通电顺序为：,A,AB,B,BC,C,CA,A,共六拍。,工作过程：,A,相通电，,转子,1,、,3,齿和,A,相对齐。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,2021/10/10,所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对,AA,通电，转子转了,15,。,（1）,BB,磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针 方向转动。,A,、,B,相同时通电,（,2,）,AA,磁场继续对,1,、,3,齿有拉力。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,2021/10/10,总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为,15,。,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,B,相通电，,转子,2,、,4,齿和,B,相对齐，又转了,15,。,2021/10/10,三、三相双三拍,三相绕组的通电顺序为：,AB,BC,CA,AB,共三拍。,AB,通电,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,BC,通电,2021/10/10,以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。,工作方式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转,30,，即,S,=30,。,CA,通电,C,A,B,B,C,A,3,4,1,2,2021/10/10,步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为,步距角,。,N:,一个周期的运行拍数,即通电状态循环一周需要改变的次数,Z,r,：转子齿数,如：,Z,r,=40,N,=3,时,步距角,拍数：,N=km,k=,1,单拍制,2,双拍制,m:,相数,2021/10/10,转 速,每输入一个脉冲，电机转过,即转过整个圆周的,1/(Z,r,N,）,也就是,1/(Z,r,N,）转,因此每分钟转过的圆周数，即转速为,步距角一定时，通电状态的切换频率越高，即脉冲频率越高时，步进电动机的转速越高。脉冲频率一定时，步距角越大、即转子旋转一周所需的脉冲数越少时，步进电动机的转速越高。,2021/10/10,