自動(dòng)控制元ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 12:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件時(shí)，既要注意考慮線性度和紋波電壓，又要注意考慮靈敏度；而作為解算元件時(shí)，則重點(diǎn)考慮紋波電壓和線性度，靈敏度則可作第二位要求；當(dāng)作為阻尼元件使用時(shí)，則應(yīng)著重考慮靈敏度，而線性度和紋波電壓則居次之 。 第三章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將數(shù)字式電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移（角位移或線位移）的機(jī)電元件，它的機(jī)械位移與輸入的數(shù)字脈沖信號(hào)有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即一個(gè)脈沖信號(hào)可使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，故稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。由于它的輸入信號(hào)為脈沖電壓，因此又被稱作脈沖電動(dòng)機(jī)。 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為數(shù)字控制系統(tǒng)的佳配，它是一種比較理想的執(zhí)行元件。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是： ? 直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單 ? 控制性能好 ? 輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載 ? 無(wú)接觸式 ? 抗干擾能力強(qiáng) ? 誤差不長(zhǎng)期積累 ? 具有自鎖能力和保持轉(zhuǎn)矩（永磁式） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，按工作原理可分為三大類： 1）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 2）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 3）永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)） 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ABA39。B39。C39。C四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 二相永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 定子控制繞組永磁轉(zhuǎn)子定子磁極NNS SAB永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 混合式步進(jìn)電機(jī) NNSSB AB39。 A39。定子繞組轉(zhuǎn)子定子永磁體永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 混合式步進(jìn)電機(jī) A－ A‘， B－ B’剖面 A39。ANNSSB39。B步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語(yǔ) ? 繞組相數(shù) ? 定子磁極對(duì)數(shù) ? 轉(zhuǎn)子齒數(shù) ? 齒距角 ? 步距角 ? 失調(diào)角 ? 零位或初始穩(wěn)定平衡位置 ? 矩角特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語(yǔ) ? 最大靜轉(zhuǎn)矩 ? 最大靜轉(zhuǎn)矩特性 ? 精度 ? 起動(dòng)頻率 ? 運(yùn)行頻率 ? 起動(dòng)矩頻特性 ? 起動(dòng)慣頻特性 ? 運(yùn)行矩頻特性 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ? 單段式結(jié)構(gòu) 單段式又稱為徑向分相式，是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。 ? 多段式結(jié)構(gòu) 多段式又稱為軸向分相式結(jié)構(gòu)。 多段式結(jié)構(gòu) 徑向分相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ? 極對(duì)數(shù)等于相數(shù)，或 ? 相鄰相極定轉(zhuǎn)子之間錯(cuò)齒（每個(gè)極距所跨的齒距數(shù)不是整數(shù)） 極距角 齒距角 齒數(shù) 相鄰相極定轉(zhuǎn)子之間錯(cuò)齒原理 A C39。 BABA39。B39。C39。C三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)展開圖 相鄰相極定轉(zhuǎn)子之間錯(cuò)齒原理 四相雙四拍運(yùn)行 四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組通電方式 ? 四相單四拍 ? 四相雙四拍 ? 四相單雙八拍 拍、拍數(shù)和運(yùn)行方式 ? 把每一次通電狀態(tài)的換接稱為拍，每一拍轉(zhuǎn)子相應(yīng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角；把完成一個(gè)通電狀態(tài)循環(huán)所需要換接的控制繞組通電狀態(tài)數(shù)稱作拍數(shù)，用 N表示。 ? 步距角 ? 一般反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可按兩種基本方式進(jìn)行：其一為整步運(yùn)行：運(yùn)行拍數(shù)等于相數(shù)，稱為單拍制（ N=m）；其二為半步運(yùn)行：運(yùn)行拍數(shù)等于相數(shù)的 2倍（ N=2m），稱為雙拍制。 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的繞組連接 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 可見(jiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將由控制脈沖頻率（ ）、運(yùn)行拍數(shù)（ N）和轉(zhuǎn)子齒數(shù)（ Zr）決定。改變控制脈沖頻率可對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)均勻而寬范圍的調(diào)速，快速起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)也可由控制脈沖的頻率變化靈活地實(shí)現(xiàn)。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)良好的執(zhí)行元件。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 表示控制繞組中的電流交變頻率 通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩（矩角特性） 0d?0z?+U aia轉(zhuǎn)子定子e?o ???2?2??Tm a xjT0e? ? 0e? ? 0e? ?e?? ?0T ? 0T ? 0T ? 0T ?0d?0z?m a x sinem A j eTT ???用電角度表示的齒距角 ? 從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理可看出，無(wú)論以何種方式通電，完成一個(gè)通電循環(huán)，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角。因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性完全可由一個(gè)齒距范圍內(nèi)的特性來(lái)代表。我們定義電角度 等于機(jī)械角度 與轉(zhuǎn)子齒數(shù) 的乘積。 用電角度表示的齒距角 ? 這樣，無(wú)論轉(zhuǎn)子齒有多少個(gè)，以電角度表示的齒距角和步距角與齒數(shù)無(wú)關(guān)。 通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 ? 封閉的磁系統(tǒng) ? 電磁轉(zhuǎn)矩 ? 磁場(chǎng)能量 ? 因 ? 有 通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 ? 電磁轉(zhuǎn)矩 ? 因，磁導(dǎo) ? 故 ? 或 通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組通電時(shí)的矩角特性 ? A相通電 ? B相通電 ? C相通電 ? A、 B相同時(shí)通電 矩角特性曲線族 A Be?o ?3??23? 3???CTm a x sine m A j eTT ???三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)矩角特性曲線族 m a x2sin ( )3e m B j eTT ??? ? ?m a x2s in ( )3e m C j eTT ???
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