執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與工作原理(ppt83頁)(編輯修改稿)
2025-02-02 20:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 調(diào)整器是由永久磁鐵構(gòu)成的轉(zhuǎn)子、激磁線圈構(gòu)成的定子和進給絲桿及閥門等組成。它利用步進轉(zhuǎn)換控制，使轉(zhuǎn)子可正轉(zhuǎn)也可反轉(zhuǎn)，從而使閥芯上下移動以達到調(diào)節(jié)旁通空氣道截面的目的。 ? 步進電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理 步進電動機 ? 步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械位移的機電執(zhí)行元件。 角位移 輸入脈沖個數(shù) 運行速度 輸入脈沖頻率 步進電機組成 定子 —— 由硅鋼片疊成 ,有一定數(shù)量 的磁極和繞組 —— 用硅鋼片疊成或 用軟磁性材料做成凸極結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子 步進電動機的分類： 工作原理 反應(yīng) 永磁 混合 步進電機是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，步進電機轉(zhuǎn)動一定角度，帶動機械移動一小段距離。 特點 : (1)來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。 (2)控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。 (3)改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動方向。 下面以反應(yīng)式步進電機為例說明步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。 給 A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子位置如圖（ a），轉(zhuǎn)子齒偏離定子齒一個角度。由于勵磁磁通力圖沿磁阻最小路徑通過，因此對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁吸力，迫使轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子齒對齊位置時 (圖 b)，因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖定在這個位置上。由此可見：錯齒是助使步進電機旋轉(zhuǎn)的根本原因。 a b 定子內(nèi)圓周均勻分布著六個 磁極，磁極上有 勵磁繞組，每兩 個相對的繞組組 成一相。轉(zhuǎn)子有 四個齒。 B C IA IB IC A 轉(zhuǎn)子 定子 A相繞組通電， B、C 相不通電。由于在磁場作用下，轉(zhuǎn)子總是力圖旋轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置，故在這種情況下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置： 3齒與 A、 A′ 極對齊。 C A39。 B B39。 C39。 A 3 4 1 2 同理， B相通電時，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過 30?角， 4齒和 B、 B180。 磁極軸線對齊；當(dāng) C相通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過 30?角， 3齒和 C180。、 C 磁極軸線對齊 。 C A39。 B B39。 C39。 A C39。 C A39。 B B39。 A 這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。 按 A?B ?C ?A ? …… 的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動起來。每一拍轉(zhuǎn)過 30176。 (步距角 )，每個通電循環(huán)周期(3拍 )轉(zhuǎn)過 90176。 (一個齒距角 )。 按 A?AB ?B ?BC ?C ? CA的順序給三相繞組輪流通電。 這種方式可以獲得更精確的控制特性。 A 相通電， 轉(zhuǎn)子 3齒與 A、 A39。 對齊。 A、 B相同時通電， A、A39。 磁極拉住 3齒， B、B39。 磁極拉住 4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 15?， 到達左圖所示位置。 C A39。 B B39。 C39。 A 3 4 1 2 C A39。 B B39。 C39。 A B 相通電， 轉(zhuǎn)子 4齒與 B、 B180。 對齊 ,又轉(zhuǎn) 過 15?。 B、 C相同時通電 C39。 、C 磁極拉住 3齒， B B39。 磁極拉住 4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過 15?。 C A39。 B B39。 C39。 A C A39。 B B39。 C39。 A 三相反應(yīng)式步進電動機的一個通電循環(huán)周期如下： A?AB ?B ?BC ?C ? CA，每個循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 15?（步距角）， 一個通電循環(huán)周期 (6拍 )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 90? (齒距角 )。 與單三拍相比，六拍驅(qū)動方式的步進角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。 三相雙三拍 ? 按 AB ?BC ?CA的順序給三相繞組輪流通 電。每拍有兩相繞組同時通電 。 AB通電 C A39。 B B39。 C39。 A BC通電 C A39。 B B39。 C39。 A CA通電 C A39。 B B39。 C39。 A 與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動時每個通電 循 環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30? (步距角 )， 一個通電循環(huán)周期 (3拍 )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 90?(齒距角 )。 從以上對步進電機三種驅(qū)動方式的分析可得步距角計算公式： mZ r36 0 ???? — 步距角 Zr — 轉(zhuǎn)子齒數(shù) m — 每個通電循環(huán)周期的拍數(shù) 為了提高步進電機的控制精度，通常采用較小的步距角，如 3?， ?， ?。 由一個通電狀態(tài)改變到下一個通電狀態(tài)時，電動機轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角 ? 步進電機的主要性能指標(biāo) 1. 步距角 2. 最大工作頻率：在轉(zhuǎn)子不失步的情況下，電動 機連續(xù)工作時，輸入脈沖信號的最大頻率。 3. 最大突跳頻率：在轉(zhuǎn)子不失步的情況下，電動機能增加和減小的最大頻率。 4. 步距差：理想的步矩角與實際的步矩角之差。 5. 輸出轉(zhuǎn)矩：電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩的大小。 ?步進電動機的性能特點 主要優(yōu)點： 輸出角位移量或線位移量與其輸入的脈沖數(shù)成正比，而轉(zhuǎn)速或線速度與脈沖的頻率成正比，在電機的負載能力范圍內(nèi)，這些關(guān)系不受電壓的大小、負載的大小、環(huán)境條件等外界各種因素的干擾； 每轉(zhuǎn)一局部有固定的步數(shù)，所以步進電動機在不失步
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