步進(jìn)電動機(jī)的傳動控制設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-05-16 08:21 本頁面
【正文】 角度和轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行高精度控制。當(dāng)定子上繞組通電時(shí),可產(chǎn)生激勵(lì)磁場,并與轉(zhuǎn)子形成回路。如果轉(zhuǎn)子和定子之間的齒沒有對齊,由于磁力線力圖走磁阻最小的線路,從而帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度,使轉(zhuǎn)子的一對磁極磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子繞組矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,轉(zhuǎn)子也隨著該磁場旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。因此,控制電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。每來一個(gè)脈沖電壓,轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角,稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式,步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電流輪流切換,在供給連續(xù)脈沖時(shí),就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動,從而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。每轉(zhuǎn)一周的步數(shù)相同,在不丟步的情況下運(yùn)行,其步距誤差不會長期積累。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,可以實(shí)現(xiàn)細(xì)分驅(qū)動,即將一個(gè)步距角細(xì)分成若干小步來驅(qū)動。步進(jìn)電機(jī)必須使用專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動設(shè)備才能夠正常工作。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行性能,除與電機(jī)自身的性能有關(guān)外,在很大程度上還取決于驅(qū)動設(shè)備性能的優(yōu)劣。 1 步進(jìn)電動機(jī)及其驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)的概述步進(jìn)電動機(jī)是用于開環(huán)伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動原件，它是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移的執(zhí)行器。步進(jìn)電動機(jī)的角位移量與電脈沖數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與電脈沖頻率成正比。通過控制脈沖頻率、脈沖數(shù)量、電動機(jī)繞組通電相序，就可以獲得所需的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向。與交、直流伺服電動機(jī)所構(gòu)成的閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)相比，步進(jìn)電動機(jī)及其驅(qū)動控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，故主要用于速度和精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床及舊設(shè)備改造中。步進(jìn)電動機(jī)的分類，近年來步進(jìn)電動機(jī)發(fā)展很快，品種規(guī)格較多。步進(jìn)電動機(jī)可從多種角度分類，按工作原理分，通常分為反應(yīng)式(磁阻式)、永磁式和永磁反應(yīng)式；按結(jié)構(gòu)分，可分為單段式(徑向式)、多段式(軸向式)及印刷繞組式；按運(yùn)動方式分，可分為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動式、直線運(yùn)動式、平面運(yùn)動式及滾切運(yùn)動式；按使用場合分，可分為功率式和控制式；按相數(shù)分，可分為三相、四相、五相、六相等。實(shí)踐巾反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)應(yīng)用較廣泛。（1）反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)又稱磁阻式步進(jìn)電動機(jī)，它的定子和轉(zhuǎn)子由硅鋼片或其他軟磁材料制成，定子上有勵(lì)磁繞組，繞組通電勵(lì)磁后產(chǎn)生反應(yīng)力矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。電動機(jī)相數(shù)一般為三、四、五、六相。繞組排列形式有單段式徑向磁路式，多段徑向磁路式和多段軸向磁路式三種。反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)是目前數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最廣的一種步進(jìn)電動機(jī)，步距角一般為0．3639。～339。反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)具有下列特點(diǎn)：1)對步進(jìn)電動機(jī)的控制十分方便。通過控制步進(jìn)電動機(jī)的指令脈沖數(shù)、指令脈沖頻率和通電相序就可實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)角大小、旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。2)氣隙小。定子、轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙。從電動機(jī)性能上看，在勵(lì)磁電流相同時(shí)，氣隙越小，磁通密度越高，電磁轉(zhuǎn)矩越大。在定子、轉(zhuǎn)子齒對齊的狀態(tài)下，氣隙越小，定位精度越高。3)步距角小。因?yàn)槎ㄗ?、轉(zhuǎn)子是采用軟磁材料制成，靠磁阻變化產(chǎn)牛轉(zhuǎn)矩。在機(jī)械加工允許的情況下，轉(zhuǎn)子齒數(shù)可以做得很多，所以步距角可以很小。4)電動機(jī)內(nèi)部阻尼較小。當(dāng)相數(shù)較少時(shí)，單步運(yùn)行振蕩時(shí)間長。5)帶慣性負(fù)載能力差，尤其在高速時(shí)容易失
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