機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-04-17 19:59 本頁面
【正文】 磁極對(duì)齊。如果繼續(xù)按 BC→ C→ CA→ A…的 相序通電，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就沿逆時(shí)針方向，以 15176。的步距角一步一步移動(dòng)。這種通電方式采用單、雙相輪流通電，在通電換接時(shí)，總有一相通電，所以工作比較平穩(wěn)。 圖 2三相六拍通電方式工作原理 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)還可用雙三拍通電方式，導(dǎo)通的順序依次為 AB→ BC→ CA→ AB，每拍都由兩相導(dǎo)通。它與單、雙拍通電方式時(shí)兩個(gè)繞組通電的情況相同，由于總有一相持續(xù)導(dǎo)通，也具有阻尼作用，工作比較平穩(wěn)。表 1 所示是三相單三拍、三相雙三拍、三相單雙六拍通電方式切換表，由于硬件驅(qū)動(dòng)電路存在電路的競爭與冒險(xiǎn)，比如三相單三拍從序號(hào) 1切換到 2，易出現(xiàn) 斷、斷 、斷 現(xiàn)象；三相雙三拍從序號(hào) 1 切換到 2，易出現(xiàn) 通、通、通 現(xiàn)象，由此產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的振蕩。故實(shí)際使用當(dāng)中多采用三相單雙六拍通電方式。 表 1步進(jìn)電機(jī)的通電方式 切換 序號(hào)三相單三拍三相雙三拍三相單雙六拍 A 相 B相 C相 A相 B 相 C相 A相 B 相 C相 1 通斷斷通通斷通斷斷 2 斷通斷斷通通通通斷 3 斷斷通通斷通斷通斷 4 通斷斷通通斷斷通通 5 斷通斷斷通通斷斷通 6 斷斷通通斷通通斷通 實(shí)際使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，一般都要求有較小的步距角。因?yàn)椴骄嘟窃叫∷_(dá)到的位置精度越高。圖 3是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)例。圖中轉(zhuǎn)子上有 40個(gè)齒，相鄰兩個(gè)齒 的齒距角 360176。 /40=9176。三對(duì)定子磁極均勻分布在圓周上，相鄰磁極間的夾角為 60176。定子的每個(gè)磁極上有 5個(gè)齒，相鄰兩個(gè)齒的齒距角也是 9176。因?yàn)橄噜彺艠O夾角 (60176。 )比 7 個(gè)齒的齒距角總和 (9176。 7=63176。 )小 3176。，而 120176。比 14 個(gè)齒的齒距角總和 (9176。 14=126176。 )小 6176。，這樣當(dāng)轉(zhuǎn)子齒和 A相定子齒對(duì)齊時(shí)， B相齒相對(duì)轉(zhuǎn)子齒逆時(shí)針方向錯(cuò)過 3176。，而 C相齒相對(duì)轉(zhuǎn)子齒逆時(shí)針方向錯(cuò)過 6176。按照此結(jié)構(gòu)，采用三相單三拍通電方式時(shí)，轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向，以 3176。步距角轉(zhuǎn)動(dòng)。采用三相六拍通電方式時(shí)，則步距角減為 176。如通電相序相反，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)將沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)例 如上所述，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角大小不僅與通電方式有關(guān)，而且還與轉(zhuǎn)子的齒數(shù)有關(guān)。計(jì)算公式為 式中 m定子勵(lì)磁繞組相數(shù)； z轉(zhuǎn)子齒數(shù)； k通電方式，相鄰兩次通電相數(shù)一樣， k=1，不同時(shí)， k=2。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為 式中 n轉(zhuǎn)速 (r/min)； f控制脈沖頻率，即每秒輸入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)； θ 用度數(shù)表示的步距角。 由上式可見，當(dāng)轉(zhuǎn)子的步距角一定時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率成正比。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)如下： 1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角與輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，故控制輸入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)就能控制位移量； 2)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入的脈沖頻率成正比，只要控制脈沖頻率就能調(diào)節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 3)當(dāng)停止送入脈沖時(shí)，只要維持繞組內(nèi)電流不變，電動(dòng)機(jī)軸可以保持在某固定位置上，不需要機(jī)械制動(dòng)裝置； 4)改變通電相序即可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向； 5)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)存在齒間相鄰誤差，但是不會(huì)產(chǎn)生累積誤差； 6)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，起動(dòng)、停止迅速。 由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有這些特點(diǎn)，所以在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用 。 第二節(jié)步進(jìn)電機(jī)的脈沖分配 步進(jìn)電機(jī)的控制主要由脈沖分配和驅(qū)動(dòng)電路兩部分組成，步進(jìn)電機(jī)脈沖控制的任務(wù)有三點(diǎn)：控制電機(jī)的轉(zhuǎn)角、控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向?？刂戚斔徒o電機(jī)的脈沖數(shù)就可以控制電機(jī)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角數(shù)；控制輸送給電機(jī)的脈沖頻率就可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，實(shí)際就是控制脈沖輸送給電機(jī)繞組的順序分配，這種分配稱為環(huán)行分配。在數(shù)控系統(tǒng)中，脈沖分配器是將插補(bǔ)輸出脈沖
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