【正文】 靜態(tài)步距角誤差 :從理論上講，每一個(gè)脈沖信號(hào)應(yīng)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)相同的步距角。它 是 繞組電流 和失調(diào)角 的函數(shù)。時(shí)，將有最大靜轉(zhuǎn)矩。 當(dāng)兩相通電時(shí) ， 由于正弦量可以用相量相加的方法求和 ， 因此兩相通電時(shí)的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩可用相量圖求取 。 使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，一般電動(dòng)機(jī)軸上的 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL=(～ )Tmax，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Ts總是小于最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 Tjmax。 3）矩頻特性 什么是矩頻特性？ ?步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制繞組是 感性 元件，其電流按指數(shù)函數(shù)增長(zhǎng)。 對(duì)于某一頻率。 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(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩頻特性。 ?st的大小與驅(qū)動(dòng)電路和負(fù)載大小有關(guān)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率比啟動(dòng)頻率高得多 ，這是因?yàn)樵趩?dòng)時(shí)除了要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩外，還要克服軸上的慣性轉(zhuǎn)矩。 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)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(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) :（如 150BF/BC003） ? 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) :（如 42BYG008：四相永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)） ? 永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) : 勵(lì)磁繞組相數(shù)或代號(hào) 永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) BY 電動(dòng)機(jī)外徑 （ mm） 勵(lì)磁繞組相數(shù)或代號(hào) 混合式 （ 永磁感應(yīng)式 ） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) BYG 電動(dòng)機(jī)外徑 （ mm） 勵(lì)磁繞組相數(shù)或代號(hào) 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) BF 電動(dòng)機(jī)外徑 （ mm） 5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)實(shí)例 90 BYG 2 50 A 機(jī)座號(hào) 混合式 相數(shù) 轉(zhuǎn)子齒數(shù) 派生代號(hào) （外徑） mm 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 混合式步進(jìn)電機(jī)（兼有永磁式和反應(yīng)式兩種步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)）。 39 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩和失步是一種普遍存在的現(xiàn)象，它影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此要盡力避免。 （ a）振蕩 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象主要發(fā)生于： （ 2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩、失步及解決方法 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在低頻區(qū)； 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在共振區(qū)； 步進(jìn)電機(jī)突然停車(chē)時(shí)。這時(shí)電磁力產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在負(fù)轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)速逐漸為零，并開(kāi)始反向轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的 固有頻率 ?(振蕩頻率 ) 可由下式求出： 振蕩失步的過(guò)程 可描述如下：在第一個(gè)脈沖到來(lái)后，轉(zhuǎn)子經(jīng)歷了一次振蕩。 J— 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； Z— 轉(zhuǎn)子齒數(shù)； Tmax— 最大轉(zhuǎn)矩。 （ b）失步 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步原因有兩種： ? 第一種是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速慢于換相速度 。這主要發(fā)生在制動(dòng)和突然換相時(shí)，轉(zhuǎn)子獲得過(guò)多的能量，產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)沖，引起失步。 驅(qū)動(dòng)電源按供電方式分類(lèi)， 有：?jiǎn)坞妷汗╇?、雙電壓供電、調(diào)頻調(diào)壓供電 ；按功率驅(qū)動(dòng)部分所用元件分類(lèi)，有 大功率晶體管驅(qū)動(dòng)、快速晶閘管驅(qū)動(dòng)、可關(guān)斷晶閘管驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器的 L端和 N端接供電電源，同時(shí)要串接一個(gè) 險(xiǎn)絲； PE為接地。 CCW： 反轉(zhuǎn)信號(hào)，每個(gè)脈沖使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)一步。如用該繼電器，要把他串聯(lián)到 CNC的某輸入端。 高有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的負(fù)端連在一起作為信號(hào)地， 低有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的正端連在一起作為信號(hào)公共端。 ：控制方式選擇 撥碼開(kāi)關(guān)（ ）可設(shè)置成兩種控制方式： 步進(jìn)電機(jī)的控制方法可歸納為兩點(diǎn)： 驅(qū)動(dòng)電源主要包括 脈沖發(fā)生器 （變頻信號(hào)源）、 環(huán)形分配器 （又稱(chēng)脈沖分配器）和 功率放大器 幾個(gè)基本部分。 四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的每相繞組不是恒定的通電，而是按照一定的規(guī)律輪流通電，環(huán)形分配器的作用是將控制脈沖 按規(guī)定方式 分配到各相繞組上。 集成元器件的使用，使環(huán)形分配器的體積大大縮小，可靠性和抗干擾能力提高，并具有較好的響應(yīng)速度。按其電路結(jié)構(gòu)不同可分為 TTL集成電路和 CMOS集成電路。 CH250環(huán)形脈沖分配器是三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的理想脈沖分配器，通過(guò)其控制端的不同接法，可以組成三相雙三拍，三相六拍的不同工作方式。 圖 310為含有 EPROM的環(huán)形分配器。 ? 8713是屬于單極性控制 ，用于控制三相和四相步進(jìn)電機(jī)，可以選擇以下不同的工作方式。 這里介紹一種 8713集成電路芯片 8713引角功能如 p57表 32所示． 目前市場(chǎng)上出售的環(huán)形分配器的種類(lèi)很多，有的還具有其它許多功能，如斬波控制等。選用對(duì) 四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行八拍方式控制 ，所以 7均接高電平。 轉(zhuǎn)向控制 5V 。 8051 系列 單片機(jī) A相驅(qū)動(dòng) B相驅(qū)動(dòng) C相驅(qū)動(dòng) D相驅(qū)動(dòng) E相驅(qū)動(dòng) 圖 312 用軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配的接口示意圖 ２ .軟件環(huán)形分配器 ULN2021 是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成的驅(qū)動(dòng)芯片。這 10個(gè)控制字如表 33所列。 功率放大器的輸出直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制繞組，因此功率放大電路的性能對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有很大影響。 （二）功率放大器 圖 313 單電壓功率放大電路 ? L、 RL是步進(jìn)電機(jī)的繞組電感和繞組電阻；由于電機(jī)繞組存在電感 L，當(dāng)晶體管 VT突然接通后，繞組電流按指數(shù)規(guī)律上升。 常用于驅(qū)動(dòng)電流較小的伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 高壓 U1大約為 80～ 150V， 低壓 U2大約為 5～ 20V左右 。 前面介紹的雙電壓功放能使流入電動(dòng)機(jī)的電流有較好的上升沿和幅值，提高了電動(dòng)機(jī)的高頻工作能力。一般把步進(jìn)電機(jī)的工作頻率分成幾段，每段的工作電壓不同，即調(diào)頻調(diào)壓方法。 U2作為繞組功放電路的電源，其大小取決于 tON長(zhǎng)短。其中 A口接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，向步進(jìn)電機(jī)提供各相的勵(lì)磁電流； B口用來(lái)檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)的類(lèi)型及工作方式選擇，開(kāi)關(guān)的狀態(tài)可根據(jù)需要來(lái)設(shè)置。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 2 6 M a y 20 0 3 S he e t o f F i l e : D : \ D o c um e nt s a n d S e t t i n g s \ O w ne r \ 桌面 \新建文件夾 \ M y D e s i gn 3 .d dbD r a w n B y:P C 2P C 1+ 5V+ 5V+ 5VP C 02 7V8255B 相R84 N 254 N 254 N 25R5R9 R 1 1R 1 2R1R4R7R6R3R2R 1 0C 相A 相7 4L S 0 47 4L S 0 47 4L S 0 4 圖 318 步進(jìn)電機(jī)與微機(jī) 接口電路之二 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 2 6 M a y 20 0 3 S he e t o f F i l e : D : \ D o c um e nt s a n d S e t t i n g s \ O w ne r \ 桌面 \新建文件夾 \ M y D e s i gn 3 .d dbD r a w n B y:P C 2P C 1P C 08255+ 12 VB 相R5R8R1R2R4R9R6R7R3C 相A 相7 4L S 0 47 4L S 0 47 4L S 0 4 圖 317 步進(jìn)電機(jī)與微機(jī) 接口電路之一