步进马达工作原理.ppt

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1、1步進馬達工作原理2目錄一、分類二、動作原理三、抑制振動四、小結3一、分類1.1馬達基本分類1.2步進馬達分類41.1馬達基本分類馬達由結構與控制方法上分為以下四種：類型特點直流馬達有較佳的動力輸出交流馬達伺服馬達有較高的控制精度步進馬達步進馬達的驅動原理與直流，交流馬達相似，不過若以驅動信號的觀點來看，一般直流馬達與交流馬達所使用的驅動電壓信號為連續的直流、交流信號，而步進馬達則是不連續的脈沖信號，三種電壓信號如下圖所示：51.2步進馬達分類步進馬達依照結構可分為三種：永久磁鐵PM式(permanentmagnettype)、可變磁阻VR式（variabl

2、ereluctancetype）以及復合式（hybridtype）。6PM式步進馬達結構如右圖，其轉子是由永久磁鐵制成，其特性為線圈無激磁時，由于轉子本身具有磁性故仍能產生保持轉矩。其步進角根據轉子材料不同而有所改變。例如，鋁鎳鈷系步進角較大為45度或90度；而陶鐵系磁鐵因多極磁化故步進角較小，為7.5度及15度。7右圖為VR式步進馬達之結構。VR式步進馬達的轉子是以高導磁材料加工制成由于是利用定子線圈產生吸引力使轉子轉動，因此當線圈未激磁時無法保持轉矩，此外，由于轉子可以經由設計提高效率，故VR式步進馬達可以提供較大的轉矩，通常運用與需要較大轉矩與精確定位

3、的工具機上。VR式的步進角一般均為15度。8復合式步進馬達在結構上，是在轉子外圍設置許多齒輪狀的突起電極。同時在其軸上亦裝有永久磁鐵，可視為PM式與VR式的合體。故稱之為復合式步進馬達。復合式步進馬達具備了PM式與VR式兩者的優點，因此具備高精度與高轉矩的特性，復合式步進馬達的步進角較小，一般介于1.8—3.6度之間。齒輪狀突起復合式9二、動作原理2.1步進馬達控制結構2.2工作原理2.3步進馬達特性曲線2.4驅動電路2.5控制流程圖2.6步進馬達的加減速控制2.7步進馬達的失步現象(LostStep)2.8微步進運動(Micro-Step）102.1步進馬

4、達控制結構：112.2工作原理12360°=400步每步=0.9°A第一步BCD第二步第三步第四步AB第八步ADCDBC第七步第六步第五步四相八拍：AABBBCCCDDADA2.3步進馬達特性曲線132.4驅動電路14單極性控制（Uni-Polar）15雙極性控制（Bi-Polar）162.5控制流程圖172.6步進馬達的加減速控制182.7步進馬達的失步現象(LostStep)失步的成因是由于馬達運轉中瞬間提高轉速時，因輸出轉矩與轉速成反比，故轉矩下降無法負荷外界負載，而造成小幅滑脫。改變電流的均衡性192.8微步進運動(Micro-Step）2.8.1改

5、變電流的均衡性—正弦/余弦驅動信號2021五相步進馬達360°=500步每步=0.72°0123456789012345678922三、抑制振動3.1抑制振動的方法3.2減小步進角的方法23低速時震動嚴重脈沖速度（kpps）243.1抑制振動的方法：設置震動裝置降低驅動電流施加摩擦負荷減小步進角施加慣性負荷改變脈沖速度253.2減小步進角的方法：方法一：增加轉子齒數26減小步進角的方法：方法二：增加多組定子2728四、小結步進馬達的控制是以位置控制為基礎，由位置的變化率決定運動速度，由速度的變化率決定加速度。步進馬達具有低電壓、大電流的特性。5.42V/0.

6、8A0.98V/3.7A1.32V/2.8A步進馬達的優點包括：1.以開環路進行位置控制，不需光電盤回授，控制控制方法簡單。2.靜態扭力大，位置到達後非常穩定。步進馬達的缺點包括：1.必須小心進行加減速控制，否則一旦失步(Lost-Step)將造成無法彌補的定位偏差。2.以高壓電源(24V)驅動低壓馬達，能量效率不佳。3.即使在馬達靜止不動時，也需提供電力，造成能量浪費。步進馬達的應用場合：1.小型馬達的定位控制，像是印表機、掃描器等等。2.由於能量效率不佳，較不適合大功率馬達的控制。3.在貼片機中，步進馬達用於Tray送料機構的水平搬運(SR/SL)，送板

7、機構的軌道調整(AD)，和送板機構的快速排出(CE)。29ENDTHANKS