基于plc的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-15 12:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計(jì)控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點(diǎn)，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。 步進(jìn)電機(jī)的介紹 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到 一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度 (稱為“步距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差 (精度為 100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（ PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（ HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2 章 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)工作原理 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)剖面圖如圖 所示。 圖 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)剖面圖 轉(zhuǎn)子 勵(lì)磁線圈 定子 A B D C 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著 40 個(gè)小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開。 0、 1/3? 、 2/3? ， (相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以 ? 表示 )，即 A 相與齒 1相對(duì)齊， B相與齒 2 向右錯(cuò)開 1/3? ， C 相與齒 3 向右錯(cuò)開 2/3? ， A39。與齒 5 相對(duì)齊， (A39。就是 A，齒 5 就是齒 1)，定轉(zhuǎn)子的展開圖如圖 所示 。 圖 定轉(zhuǎn)子的展開圖 A B C A 1 2 3 4 5 T 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 旋轉(zhuǎn)過程 如 A 相通電， B、 C 相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒 1 與 A 對(duì)齊，轉(zhuǎn)子不受任何力 (以下均同 )。 如 B相通電， A、 C相不通電時(shí)，齒 2 應(yīng)與 B 對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過 1/3? ，此時(shí)齒 3與 C偏移為 1/3? 。如 C相通電， A、 B相不通電，齒 3 應(yīng)與 C 對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3? ，此時(shí)齒 4與 A偏移為 1/3? 對(duì)齊。如 A 相通電， B、 C相不通電，齒 4 與 A 對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3? ，這樣經(jīng)過A、 B、 C、 A 分別通電狀態(tài)，齒 4(即齒 1 前一齒 )移到 A 相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距，如果不斷地按 A、 B、 C、 A??通電，電機(jī)就每步 (每脈沖 )1/3? ，向右旋轉(zhuǎn)。如按 A、 C、 B、 A??通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。其通電狀態(tài)如圖 所示。 圖 通電狀態(tài)圖 A 相通電 B 相通電 C 相通電 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 由此可見，電機(jī)的位置和速度由通電次數(shù) (脈沖數(shù) )和頻率成 一一 對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由通電順序決定。不過，出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用 AABBBCCCAA 這種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來每步 1/3? 改變?yōu)?/6? 。甚至于通過二相電流不同的組合，使 其 1/3? 變?yōu)?1/12? ， 1/24? ，這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。不難推出：電機(jī)定子上有 m 相勵(lì)磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移 1/m， 2/m?? (m1)/m， 1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制 —— 這是旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。 力矩 電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(chǎng) (磁通量Ф )當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開一定角度產(chǎn)生力 F 與 (dФ /dθ )成正比，其磁通量 Ф =Br*S， Br 為磁密， S 為導(dǎo)磁面積， F 與 L*D*Br 成正比， L 為鐵芯有效長度， D 為轉(zhuǎn)子直徑， R 為磁阻。力矩 =力 *半徑力矩與電機(jī)有效體積 *安匝數(shù) *磁密成正比 (只考慮線性狀態(tài) )。因此，電機(jī)有效體積越大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然 。 步進(jìn)電機(jī)的分類 步進(jìn)電機(jī)分為 永磁式 (PM)、反應(yīng)式 (VR)、混合式 (HR)三種。永磁式一般為二相，轉(zhuǎn)矩和體積都很小，步距角一般為 176。 或 15176。 ；反應(yīng)式一般為三相，實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角為 176。 ；混合式兼具永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，分二相和五相，二相步距角為 176。 ，無相步距角為 176。 。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 步進(jìn)電機(jī)控制方式及運(yùn)
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