步进电机伺服电机工作原理

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1、www.plcworld.cn步进电机伺服电机工作原理海南风光www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第10章控制电机§10.1概述§10.2步进电动机10.2.1结构10.2.2工作方式10.2.3小步距角的步进电动机§10.3伺服电动机10.3.1交流伺服电动机10.3.2直流伺服电动机www.plcworld.cnwww.plcworld.cn§10.1概述前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量转换，例如将电能转换为机械能。本章介绍控制电机。控制电机的主要功能是转换和传递信号。如：伺服机将电压信号转换

2、为转矩和转速；步进机将脉冲信号转换为角位移或线位移。对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、重量轻、体积小、运行可靠、耗电少等。控制电机的种类很多，本章主要介绍步进机、伺服机。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn§10.2步进电动机机理：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，改变方向。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn种类：有励磁式和反

3、应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。应用：步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动绘图仪等设备中都得到应用。下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn10.2.1结构步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极。定子绕组定子转子www.plcworld.cnwww.plcworld.cnAIA定子转子ICIBBC定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。注意：这里的相和三相交流电中

4、的“相”的概念不同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn10.2.2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www.plcworld.cnwww.plcworld.cn（3）工作过程A相通电，A方向的磁AB'C'通经转子形成闭合回142路。若转子和磁场轴线3BCA'方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转子化，吸引转子，使转子

5、的位置力图使通电相磁被磁路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。A相通电使转子1、3齿和AA'对齐。www.plcworld.cnwww.plcworld.cnAAB'C'B'C'14412332CBCBA'A'同理，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；C相通电再转30。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn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

6、取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn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：AB'C'1423BCA'A相通电，转子1、3齿和A相对齐。www.plcworld.cnwww.plcworld.cnA、B相同时通电AB'C'142C3BA'（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。（2）AA'磁场继续对1、3齿有拉力。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°。www.plcworld.cnww

7、w.plcworld.cnB相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。AB'C'1423CBA'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。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn三、三相双三拍三相绕组的通电顺序为：ABBCCAAB共三拍。AAB'C'B'C'1414232C3BCBA'A'AB通电BC通电www.plcworld.cnwww.plcworld.cnAB'C'14工作方式为三相双三2C3B拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转A'30，即=30。SCA通电以上三种工作方式，三相双三拍和

8、三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。www.