【正文】 多，驅動電源也越復雜，成本也就越高。 步進電動機應用在機床上一般是通過減速器和絲桿螺母副帶動工作臺移動。所以，步距角 θ 對應工作臺的移動量便是工作臺的最小運動單位，也稱 脈沖當量 δ （ mm/脈沖）： 式中 t ：絲桿導程（ mm）， 絲桿的導程就是絲杠旋轉一周所走的行程，也有人叫螺距。 θ b ：步距角（ 186。） i ：減速裝置傳動比 工作臺的進給速度 v(mm/min)： v =60δ ? it360b?? ?解：⑴脈沖分配方式有兩種： ⑵ 根據(jù) ，其中 K=2,m=3,Z=40. θ b=360176。 /(40 2 3)=176。 ⑶ 根據(jù) n= ,其中 ?=600HZ n=*600*60/360=150r/min 例 ，采用三相六拍分配方式，轉子有 40個齒，脈沖頻率為 600Hz，求：⑴寫出一個循環(huán)的通電順序；⑵求步進電動機步距角；⑶求步進電動機轉速。 z360KmKmb???? 齒距拍數(shù)齒距? 反應式步進電動機具有控制方便、步距小、價格低廉的優(yōu)點；具有帶負載能力差、高速時易失步、斷電后無定位轉矩的缺點。 A— AB— B— BC— C— CA 或 A— AC— C— CB— B— BA 602 fb??21 22 23 （ 1）主要技術指標與運行特性 1）步距角和靜態(tài)步距誤差 步距角 :也稱為步距。它的大小由下式 （ 32）決定。目前我國步進電動機的步距角為 90186。常用的為 、 3186。/6186。、 、 、 、 。 ? 若通電方式和系統(tǒng)的傳動比已初步確定，則 步距角 應滿足 : θ b≤iα min z360KmKmb???? 齒距拍數(shù)齒距? i — 傳動比 αmin— 負載軸要求的最小位移增量（即每個脈沖對應的 最小角位移增量） （ 32） 例如，所用絲杠螺距為 (t),線性增量為 (δ)（取決于運動精度），所需電動機步距為角： ?步距腳 θ b也可用 分辨率 bs來表示： bs=360176。 / θb（步 /轉） ? 當步進電機拖動的機械作直線運動時，用絲杠作運動轉換器，步進電機的步距角可按以下公式計算： ttib ????? 360/360 δ — 直線增量運動當量（ mm/每步） t— 絲杠螺距（ mm/周） 可知， 360176。 /15176。 =24， 需要一臺每轉 24步的步進電機。 設傳動比為 1 靜態(tài)步距角誤差 :從理論上講，每一個脈沖信號應使電動機轉子轉過相同的步距角。但實際上，由于定、轉子的 齒距分布不均勻 ， 定、轉子之間的氣隙不均勻 或 鐵心分段時的錯位誤差 等，實際步距角與理論步距角之間會存在偏差，這個偏差稱為 靜態(tài)步距角誤差 。 步距精度 Δθ b應滿足 : Δ θ L— 絲杠傳動精度 步進電動機的靜特性，是指步進電動機在穩(wěn)定狀態(tài)（即步進電動機不改變通電情況的運行狀態(tài)）時的特性，包括 靜轉矩、矩角特性 及 靜態(tài)穩(wěn)定區(qū) 。 靜轉矩 ：指步進電動機處于穩(wěn)定狀態(tài)下的電磁轉矩。它 是 繞組電流 和失調角 的函數(shù)。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，如果在轉子軸上加一負載轉矩使轉子轉過一個角度θ ，并能穩(wěn)定下來，這時轉子受到的電磁轉矩與負載轉矩相等，該電磁轉矩即為 靜轉矩 ，而 角度 θ 即為失調角（或： 電機定子齒與轉子齒中心線之間的夾角叫做失調角 ） 。 對應于某個失調角時，靜轉矩最大，稱為 最大靜轉矩 Tjmax?？蓮木亟翘匦陨戏从?Tjmax，如圖 34所示，當失調角 θ=90 186。時，將有最大靜轉矩。 2）最大靜轉矩 靜轉矩和失調角之間的特性曲線，叫做矩角特性 ： T = C sin? 由此我們可以發(fā)現(xiàn)步進電動機的工作過程就是實現(xiàn)失調角為零的過程。 多相通電時的矩角特性 和 最大靜態(tài)轉矩 ：按照疊加原理 ， 根據(jù)各相通電時的矩角特性疊加起來求出 。 例如三相步進電動機常用 單 雙 相通電的方式 。 當兩相通電時 ， 由于正弦量可以用相量相加的方法求和 ， 因此兩相通電時的最大靜態(tài)轉矩可用相量圖求取 。 用相量 TA和 TB分別表示 A相和 B相單獨通電時的最大靜態(tài)轉矩 ， 兩相通電時的最大靜態(tài)轉矩 TAB為： 式中 ， Tmax=TA=TB ? 從上式可知，對于 三相 步進電動機， TAB=TA=TB， 即兩相通電時的最大靜態(tài)轉矩值與單相通電時的最大靜態(tài)轉矩值相等。 此時三相步進電動機不能靠提高通電相數(shù)來提高轉矩。 五相步進電動機三相通電時的最大靜態(tài)轉矩 : ? 由于采用了 23相通電方式， 最大靜態(tài)轉矩提高了 ，而且矩角特性形狀相同，對步進電動機運行穩(wěn)定性有利。 使用步進電機時，一般電動機軸上的 負載轉矩 TL=(～ )Tmax，啟動轉矩 Ts總是小于最大靜態(tài)轉矩 Tjmax。 T 0 圖 35 矩頻特性 ?/Hz ? 當步進電動機的控制繞組的 電脈沖時間間隔 小于電機 機電過渡過程所需的時間時 ，步進電動機進入連續(xù)運行狀態(tài)，這時電動機產(chǎn)生的轉矩稱為 動態(tài)轉矩 。 ? 步進電動機的 最大動態(tài)轉矩 和 脈沖頻率 的關系，即 Tdm=F(?)，稱為 矩頻特性 ，如圖 35所示。 ? 即，步進電動機的 動態(tài)轉矩隨著脈沖頻率的升高而降低 。 3）矩頻特性 什么是矩頻特性？ ?步進電動機的控制繞組是 感性 元件，其電流按指數(shù)函數(shù)增長。 當電脈沖頻率低時，電流可以達到穩(wěn)定值，如圖 36a所示。 隨著頻率升高，達到穩(wěn)定值的時間縮短，如圖 36b所示。 當頻率高到一定值時，電流就達不到穩(wěn)定值，如圖 36c所示， 故電動機的最大動態(tài)轉矩小于最大靜轉矩 ， 而且脈沖頻率越高，動態(tài)轉矩也就越小 。 對于某一頻率。只有當負載轉矩小于它在該頻率時的最大動態(tài)轉矩，電動機才能正常運轉 。 （ a） (b) (c) 圖 36 不同頻率時的控制繞組中電流波形 矩頻特性有什么特點？ 為了提高步進電動機的矩頻特性，必須設法減小控制繞組的電氣時間常數(shù)（ τ=L/R ），為此要： 盡量減小它的電感，使控制繞組匝數(shù)減少 ，所以步進電動機控制繞組的電流一般都比較大。 有時也在控制繞組回路中 串接一個較大的附加電阻 ， 以降低回路電氣時間常數(shù) ，但這樣就增加了在附加電阻上功率損耗，導致步進電動機及系統(tǒng)效率降低。 也可以采用雙電源供電 ，即在控制繞組電流的上升階段由高壓電源供電，以縮短達到穩(wěn)定值的時間，然后再改為低壓電源供電以維持其電流值，這樣可大大提高步進電動機的矩頻特性。 怎樣提高矩頻特性？ 步進電動機的工作頻率一般包括 啟動頻率 、 制動頻率 和 連續(xù)運行頻率 。（對同樣的負載轉矩來說，正、反向的啟動頻率和制動頻率是一樣的，所以一般技術數(shù)據(jù)中只給出啟動頻率和連續(xù)運行頻率。） 步進電動機的啟動頻率 ?st是指在一定負載轉矩下能夠不失步地啟動的最高脈沖頻率。 ?st的大小與驅動電路和負載大小有關。步距角 θ b越小，負載（包括負載轉矩與轉動慣量）越小，則啟動頻率越高。 4）啟動頻率和連續(xù)運行頻率 步進電動機的連續(xù)運行頻率 ?c： 是指步進電動機啟動后，當控制脈沖頻率連續(xù)上升時，能不失步運行的最高頻率。它的值也與負載有關。 步進電動機的運行頻率比啟動頻率高得多 ，這是因為在啟動時除了要克服負載轉矩外，還要克服軸上的慣性轉矩。啟動時轉子的角加速度大，它的負擔要比連續(xù)運轉時重。所以啟動時，脈沖頻率不宜過高。啟動以后，再逐漸升高脈沖頻率。 ? 步進電動機的型號表示方法舉例如下（不同生產(chǎn)廠家其表示方法也有所不同） ? 反應式步進電動機 :（如 150BF/BC003） ? 混合式步進電動機 :（如 42BYG008：四相永磁感應式步進電動機） ? 永磁式步進電動機 : 勵磁繞組相數(shù)或代號 永磁式步進電動機 BY 電動機外徑 （ mm） 勵磁繞組相數(shù)或代號 混合式 （ 永磁感應式 ） 步進電動機 BYG 電動機外徑