《电机学步进电机》PPT课件

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1、步进电动机6.步进电动机6.1简介步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电机。6.步进电动机它每接收一个电脉冲，转子就转过一角度，称为步距角。由于这种电机的转动是断续地一步步进行的，所以被称为步进电动机。步机电动机的脉冲信号，一般由脉冲分配器和功率放大器两部分组成的驱动器提供，并由它确定输入脉冲的个数、频率、分配到各控制绕组的次序以及同时输入控制绕组的数目。种类：励磁方式磁阻式(反应式)永磁式混合式运行方式直线型平面型系统构成：步进电机脉冲分配器脉冲放大器脉冲信号输入6.步进电动机6.步进电动机步进电动机的定子一般为

2、凸极式，设置多相绕组用作控制绕组来接收电脉冲。转子亦为凸极，可由软铁或永久磁铁构成，也可以是带齿的圆柱形铁心。6.2工作原理三相反应式步进电动机定子为凸极式，共有三对磁极磁极上设置控制绕组。相对的两个极的线圈串联联接，形成一相控制绕组。转子用软磁材料制成，也是凸极，但转子上没有绕组。6.步进电动机图示转子为两极，步进机中称转子极为齿极，转子齿极数以表示。下面通过几种基本控制方式来说明其工作原理。三相反应式步进电动机a)A相通电时b)B相通电时三相反应式步进电动机有三种运行方式：三相单三拍运行；三相双三拍运行；三相单、双六拍运行“三相”—指步进电机的相数；“单”—

3、指每次只给一相绕组通电；“双”则是每次同时给二相绕组通电；“三拍”—指通电三次完成一个循环6.步进电动机A相导通B相导通1.三相单三拍运行方式6.步进电动机C相导通A相导通6.步进电动机按A-B-C-A的顺序通电，电机转子在磁阻转矩作用下沿ABC方向转动，电机的转速直接取决于控制绕组的换接频率。定子控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍，此时电机转子所转过的空间角度称为步距角。齿距角：步距角：6.步进电动机2.三相双三拍运行方式按AB-BC-CA-AB或相反的顺序通电，每次同时给两相绕组通电，且三次换接为一个循环。步距角与三相单三拍运行方式的步距角相同。AB相导通

4、BC相导通6.步进电动机3.三相单、双六拍运行方式按A-AB-B-BC-C-CA或相反顺序通电，即需要六拍才完成一个循环，因此步距角为：A相导通B相导通AB相导通6.步进电动机1.小步距角反应式步进电机6.步进电动机6.3基本构造上述步进电动机为15°、30°。在实际应用中常嫌太大，为提高精度和扩大其功能，制成小步距角电动机。6.步进电动机电机齿的相对位置a)A相通电b)B相通电电机齿的相对位置a)A、B相通电b)B、C相通电6.步进电动机反应式步进电动机的相数等于定子极对数，即m=p，转子齿数的数值要受下列两个条件的限制：①正对面的两个极属于同一相，某相通电时

5、，这两个极的齿都应与转子齿对齐，所以转子齿数必须是偶数；②某相磁极的齿与转子齿对齐时，相邻磁极齿与转子齿应错开t/m。齿数不能任意确定，则步距角亦将不是随意的，在选用步进电机时要注意。6.步进电动机2、多段式步进电动机前述步进电动机与一般电机相同，定、转子均为一段铁心（不计通风槽的影响），各相绕组沿圆周均匀排列，所以也叫做径向分相的结构。与它相对的是所谓轴向分相，它的定转子铁心分成m段，所以也称为多段式结构。6.步进电动机三段式三相反应式步进电动机a)结构示意图1—控制绕组2—定子铁心3—轴承4—转轴5—转子铁心b)三段定转子齿相对位置图6.步进电动机3、永磁式

6、步进电动机定子为凸极，控制绕组为两相、相隔一极的绕组属同一相。转子为两对永久磁铁磁极。A相加正脉冲时，第1、3、5、7极激励磁场，极性为S、N、S、N，可见转子稳定位置恰如图所示。然后，B相加正脉冲，第2、4、6、8极分别呈S、N、S、N极性，于是转子转过45°。第三拍A相加负脉冲，奇数极极性呈N、S、N、S。与第一拍相反，这时转子恰好被吸而又转过45°。6.步进电动机这种电动机步距角较大，控制电源需有正负脉冲，优点是消耗的电功率比反应式步进电动机小。在断电没有信号输入时，它有定位转矩，即表示它的转子只能锁定在某几个位置，不像反应式电机，当无信号时，其转子位置可

7、以是任意的。6.步进电动机4、永磁感应子式步进电动机(混合式步进电动机)这种电机的原理结构图如所示，其定子结构与小步距角单段反应式步进电动机相似，其相数，极数同。转子中段为轴向充磁的环形永久磁铁，两端软铁制成圆周开了齿槽的转子铁心，沿轴向两端铁心上的子齿错过1/2齿距，定转子齿槽的齿距是相同的。6.步进电动机5、单相步进电动机广泛应用于钟、手表中的步进电动机常常是单相式，亦即是只有一个接受信号的绕组，其转子为圆片状永久磁铁，径向充磁为两极型。单相步进电动机原理图a)接受正脉冲前转子位置b)接受负脉冲前转子位置c)秒脉冲信号6.4步进电动机基本特性1、矩角特性

8、6.步进电动机当电动机为