步进电动机传动控制系统

　　3.3.1步进电动机的运行特性及 影响因素 2 矩角特性 最大负载转矩 (启动转矩)

　　例3.2 若一台 BF系列三相反应式步进电动机， 其步座角为 1.80/0.90。试问： (1)1.80/0.90表示什么意思? (2)转于齿数为多少? (3)写出三相八拍运行方式的一个通电顺序。 (3)在A相测得频率为300Hz时，其每分钟的转速为多少? 解 (I)根据步进电机结构的概念可知1.80/0.90分别表示单三 拍运行的步距角和单双八拍运行的步距角。

　　1.步进电动机的性能指标  3.空载启动频率f┄不丢步的最高频率  3.精度┄步距角精度

　　2.使用步进电动机应注意的几个问题 1.空载启动频率 ( l)驱动电源的优劣对步进电动机控制系统的运行影响极大， 使用时要特别注意，需根据运行要求，尽量采用先进的驱动 电源，以满足步进电动机的运行性能。 (2)若所带负载转动惯量较大，则应在低频下启动，然后再 上升到工作频率，停车时也应从工作频率下降到适当频率再 停车。 (3)在工作过程中，应尽量避免由于负载突变而引起的误差。 (3)若在工作中发生失步现象，首先，应检查负载是否过大， 电源电压是否正常，再检查驱动电源输出波形是否正常，在 处理问题时不应随意变换元件。

　　高频运行時连续、平 稳、平滑 当ffmax时产生丢步 提高频率的措施

　　减小电机的时间常数、 提高动态转矩、减小 惯量、釆用阻尼等来 提高fmxa

　　基本要求 掌握步进电动机步矩角和步进电动机转速的数 学表达式及其物理意义； 了解步进电动机环形分配器的基本原理及其硬、 软件的实现方法 ， 了解两种不同类型步进电动机的驱动电路及其 优缺点； 掌握步进电动机的结构、运行特性及影响因素。

　　1．重点 ①分析和设计简单的步进电动机驱动电路： ③掌握步进电动机的主要性能指标。 2．难点 ①步进电动机的不同结构，不同脉冲分配 方式及其运行性能 : ②驱动电路对步进电动机运行性能的影响。

　　3.1 步进电动机 3.2 步进电动机的环形分配器 3.3 步进电动机的驱动电路 3.4步进电动机的运行特性及选用中应注意 的问题

　　3.1 步进电动机 步进电动机---电脉冲信号变换成相应的 角位或直线位移的机电执行元件

　　按步进电动机的工作原理分 1.励磁式 电机的定子转子均有绕组，靠电磁力矩使转子转动。 2.反应式 转子无绕组，定子绕组励磁后产生反应力矩，使转 子转动。这是我国步进电动机发展的主要类型， 3.混合式(即永磁感应子式) 它与反应式的主要区别是转子上置有磁钢。永磁感 应式电机具有驱动电流小、效率高、过载能力强等 优点，是一种很有发展前途的步进电动机

　　3.3.1步进电动机的运行特性及 影响因素  3.脉冲信号频率对步进电动机的影响

　　1步进电动机的基本特点 步进电动机工作时的步数或转速既不受电压波动和 负载变化的影响，也不受环境条件(温度、压力、 冲击和振动等)变化的影响，只与控制脉冲同步， 它又能按照控制的要求进行启动、停止、反转或改 变速度(且能在较宽的范围内通过改变脉冲频率来 进行调速)。 同时步进电动机具有自锁能力，当控制电脉冲停止 输人，而让最后一个脉冲控制的绕组继续通人直流 时，则电动机可以保持在固定的位置上，。

　　例3.2 (3)在A相测得频率为300Hz时，其每分钟的转 速为多少? 解

　　采用三相六拍分配方式，转子有30个齿，脉 冲源频率为600Hz，求： (1)写出一个循环的通电程序,(2)求步进电动机步距角 (3)求步进电动机转速 n 解 (1)脉冲分配方式有两种：

　　按步进电动机输出转矩大小分 l.快速步进电动机 该类电动机输出转矩一般为0.07 N.m～3 N.m。可控 制小型精密机床的工作台(例如，线.功率步进电动机 其输出转矩一般为5 N.m～30 N.m。可直接驱动机床 移动部件。 此外，按励磁相数可分为三相、三相、五相、六相 等。相数越多，步距角越小，但结构越复杂。按定 子排列还可分为多段式(轴向式)和单段式(径向式)。 轴向式的转动惯量小，快速性和稳定性好，功率步 进电动机多为轴向式。