步进电动机的构造

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1、www.plcworld.cn技术资料步进电动机■步进电动机的构造■步进电动机的工作原理本公司5相步进电动机的断面图如下图所示。实际上经过磁化后的转子及定子的小齿的位置关系，在此说明如下。步进电动机构造上大致分为定子与转子两部分。●A相励磁转子由转子1、转子2、永久磁钢等3部分构成。而且转子朝轴方向将A相励磁，会使得磁极磁化成S极，而其将与带有N极磁性的已经磁化，转子1为N极时，转子2则为S极。转子1的小齿互相吸引，并与带有S极磁性的转子2的小齿相斥，转子1于平衡后停止。此时，没有励磁的B相磁极的小齿和带有S极磁性永久磁钢滚珠轴承的转子2的小齿互相偏离0.72°。以上是A

2、相励磁时的定子和转子转子2小齿的位置关系。无偏离3.600.720S0选用计算7.00＋0.7223.6NNNA相定子B相关于使用寿命C相转轴转子1N定子D相AC小型线圈标准电动机电动机构造图1∶与转轴成平行方向的断面图电流E相定子拥有小齿状的磁极，共有10个，皆绕有线圈。N其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁无刷直流电动机化成同一极性。（例如某一线圈经由电流的流通后，对角线的磁极将S同化成S极或N极。）对角线的2个磁极形成1个相，而由于有A相至E相等5个相位，无偏离步进因此称为5相步进电动机。●B相励磁电动机转子的外圈由50个小齿构成，转子1和转子

3、2的小齿于构造上互其次由A相励磁转为B相励磁时，B相磁极磁化成N极，与拥有S相错开1/2螺距。极磁性的转子2互相吸引，而与拥有N极磁性的转子1相斥。关于励磁∶电动机线圈通电时的状态0减速机0.72磁极∶经由励磁而磁化的定子的突出部分3.60小齿∶转子和定子的齿状NSNSS电动N转轴A相S0传动装置定子.7A相20B相B相定子转子NC相冷却C相转子1风扇ND相D相电流E相SNS3.60SSNE相也就是说，从A相励磁转换至B相励磁时，转子转动0.72°。由此可知，电动机构造图2∶与转轴成垂直方向的断面图励磁相位随A相→B相→C相→D相→E相→A相依次转换，则步进电动机以每次0

4、.72°做正确的转动。同样的，希望作反方向转动时，只需将励磁顺序倒转，依照A相→E相→D相→C相→B相→A相励磁即可。0.72°的高分辨率，是取决于定子和转子构造上的机械偏移量，所以不需要编码器等传感器即可正确的定位。另外，就停止精度而言，会影响的只有定子与转子的加工精度、组装精度、及线圈的直流电阻的不同等而已，因此可获得±3分（无负载时）的高停止精度。实际上步进电动机是由驱动器来进行励磁相的转换，而励磁相的转换时机则是由输入驱动器的脉冲信号所进行。以上举的是1相位励磁的例子，实际运转时，为有效利用线圈同时进行4相或5相励磁的。G-29www.plcworld.cn技术资

5、料■步进电动机于闭环电路模式下，驱动器会控制电动机线圈的励磁状态，令其对于转子运转位置产生最大转矩。●控制方法的概要采用此种控制方式，于角度－转矩特性上没有所谓的不稳定点（失◇内藏新开发的转子位置检测传感器步领域）。在电动机的反输出轴侧藏有转子位置检测传感器。w闭环模式q开环模式矩转w闭环模式新开发转子位置检测传感器－7.2－5.4－3.6－1.801.83.65.47.2位置利用传感器线圈检测由于转子运转位置所决定的磁阻的变化。步进电动机角度－转矩特性传感器的输出信号1.251●的特征0.5◇提升步进电动机的性能级等●高速领域的转矩特性更容易使用0号信因为不会失步，因此

6、使用时不需如以往的步进电动机–0.5一般需要考虑以下各点∶–1·起因于控制器的脉冲Profile的加减速常数、惯性比的限制060120180240300360·起因于失步的起动脉冲速度的限制转子角（电角）A相因此可更简单的于超过自起动领域的领域中进行高速运行。B相转子位置检测传感器的输出信号●使用速度滤波器开关调整起动时／停止时的响应性不需变更控制器的数据（起动脉冲速度、加减速常数）即可将起◇采用新概念的闭环控制系统动时／停止时的响应性做16种类的调整。通过偏差计数器的演算可得知，脉冲信号的指令位置与实际的转子此一功能主要目的是希望能减少对工作物的保护，以及降低低速运转位

7、置的偏差量（不足／过转）。运行时的振动。通过偏差计数器的演算结果判断是否进入「失步领域」，以转换开环模式／闭环模式。设定至0时·位置偏差量未达±1.8°时，以开环模式进行运行。·位置偏差量超过±1.8°时，以闭环模式进行运行。数选择转设定至F时机脉冲序列信号开环模式动电输入计数器偏差计数器判断失步领域电动机时间使用速度平滑性调整的效果转子位置传感器计数器选择闭环模式转子位置计数器∶指示励磁程序对转子位置产生最大转矩。的控制区间结构图G-30ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006www.pl