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niguihe
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樓主  發(fā)表于: 2007-11-04 14:56
一、前言

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、
停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個脈沖信號,
電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特
點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。

雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它
必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它
涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計算機(jī)等許多專業(yè)知識。

目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少,但具有專業(yè)技術(shù)人員,能夠自行開發(fā),研制的廠家卻非常少,
大部分的廠家只一、二十人,連最基本的設(shè)備都沒有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給用戶
在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況,我們決定以廣泛的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)為例。敘
述其基本工作原理。望能對廣大用戶在選型、使用、及整機(jī)改進(jìn)時有所幫助。

二、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)工作原理

(一)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理

由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理。

1、結(jié)構(gòu):

電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒,定子齒有三個勵磁繞阻,其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。0、
1/3 て、2/3 て,(相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示),即A 與齒1 相對齊,B 與齒2 向右錯
開1/3 て,C 與齒3 向右錯開2/3 て,A'與齒5 相對齊,(A'就是A,齒5 就是齒1)

2、旋轉(zhuǎn):

如A 相通電,B,C 相不通電時,由于磁場作用,齒1 與A 對齊,(轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同)。如B
相通電,A,C 相不通電時,齒2 應(yīng)與B 對齊,此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3 て,此時齒3 與C 偏移為1/3


て,齒4 與A 偏移(て-1/3 て)=2/3 て。如C 相通電,A,B 相不通電,齒3 應(yīng)與C 對齊,此時轉(zhuǎn)
子又向右移過1/3 て,此時齒4 與A 偏移為1/3 て對齊。如A 相通電,B,C 相不通電,齒4 與A 對
齊,轉(zhuǎn)子又向右移過1/3 て這樣經(jīng)過A、B、C、A 分別通電狀態(tài),齒4(即齒1 前一齒)移到A 相,
電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距,如果不斷地按A,B,C,A……通電,電機(jī)就每步(每脈沖)1/3 て,
向右旋轉(zhuǎn)。如按A,C,B,A……通電,電機(jī)就反轉(zhuǎn)。

由此可見:電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)(脈沖數(shù))和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決
定。

不過,出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A 這種導(dǎo)電
狀態(tài),這樣將原來每步1/3 て改變?yōu)?/6 て。甚至于通過二相電流不同的組合,使其1/3 て變?yōu)?/12
て,1/24 て,這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。

不難推出:電機(jī)定子上有m 相勵磁繞阻,其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1 。并
且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制??這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物理條件。只要符合這一條件我們
理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī),出于成本等多方面考慮,市場上一般以二、三、四、五相為多。

3、力矩:

電機(jī)一旦通電,在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(磁通量Ф)當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力F 與(dФ/d
θ)成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br 為磁密,S 為導(dǎo)磁面積 F 與L*D*Br 成正比L 為鐵芯有效長度,
D 為轉(zhuǎn)子直徑 Br=N?I/R N?I 為勵磁繞阻安匝數(shù)(電流乘匝數(shù))R 為磁阻。

力矩=力*半徑

力矩與電機(jī)有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比(只考慮線性狀態(tài))因此,電機(jī)有效體積越大,勵磁安匝
數(shù)越大,定轉(zhuǎn)子間氣隙越小,電機(jī)力矩越大,反之亦然
草原牧人
學(xué)必真,行必果……
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1樓  發(fā)表于: 2007-11-28 19:30
請樓主提供更多的資料讓初學(xué)者學(xué)習(xí)。謝謝!!!

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