步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-28 10:02本頁(yè)面
【正文】 用中，它的工作方式是以一個(gè)齒距所用的拍數(shù)來表示的。拍數(shù)本質(zhì)上也就是轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距所需的電源電壓換相次數(shù)，值得指出的是換相是指對(duì)步進(jìn)電機(jī)各相繞組進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而電源電壓是單極性的固定的。一般而言反應(yīng)式電機(jī)拍數(shù)越多矩頻特性就越好。因此設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇多拍的控制方式。(2)線路時(shí)間常數(shù)對(duì)頻率特性的影響步進(jìn)電機(jī)的每相繞組供電都是通過功率開關(guān)電路進(jìn)行的。其中L為步進(jìn)電機(jī)繞組電感；RL為繞組電阻；Rc為晶體管T的集電極電阻；D是續(xù)流二極管，它為繞組放電提供回路；晶體管T是大功率開關(guān)管。Rc也是個(gè)外接的功率電阻，它是一個(gè)消耗性負(fù)載，一一般為數(shù)歐姆。這時(shí)線路的時(shí)間常數(shù) 為： 公式()其中：L單位為亨，Rc、RL單位為歐姆，單位為秒。 步進(jìn)電機(jī)一線繞組的開關(guān)回路開關(guān)回路時(shí)間常數(shù)對(duì)注入電機(jī)繞組的電流達(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)間有極大關(guān)系，它影響到步進(jìn)電機(jī)的工作頻率。并且有：越小，電流達(dá)穩(wěn)定時(shí)間小，相應(yīng)電機(jī)工作頻率高；反之，越大，電流達(dá)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，電機(jī)工作頻率低。從式()可知：要減少，可以采用增大Rc的辦法。但是，增大Rc時(shí)，又會(huì)使穩(wěn)態(tài)電流值減小，從而影響電機(jī)的力矩。為了減少 ，而不使穩(wěn)態(tài)電流減小，可采用在增大Rc的同時(shí)，也提高供電電壓的辦法。在高頻應(yīng)用中，要盡量減小 以改善步進(jìn)的特性，所以常在開關(guān)回路中采用較大的Rc，同時(shí)也提高回路的電源電壓U。但這樣也會(huì)使效率降低，在低頻段工作時(shí)也會(huì)使步進(jìn)電機(jī)的振蕩加劇。在實(shí)際中，可根據(jù)客觀情況來考察選擇恰當(dāng)?shù)耐獠侩娮鑂c，使步進(jìn)電機(jī)處于合適的工作頻率狀態(tài)。(3)開關(guān)回路電壓對(duì)頻率的影響開關(guān)回路加到繞組的是矩形脈沖電壓，故電流也是脈沖。在步進(jìn)電機(jī)中要設(shè)法增大起動(dòng)電流，以提高步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，即提高其工作頻率。由于步進(jìn)電機(jī)是感性負(fù)載，所以進(jìn)入繞組的電流脈沖是以指數(shù)形式上升，即這時(shí)電流脈沖i為： 公式()其中：i是電流脈沖瞬時(shí)值；是在開關(guān)回路電壓為u時(shí)的電流穩(wěn)態(tài)值；是開關(guān)回路的時(shí)間常數(shù)，綜上所述，本設(shè)計(jì)選用三相步進(jìn)反應(yīng)式電機(jī)，采用運(yùn)行中根據(jù)工作頻率對(duì)電源電壓升壓補(bǔ)償?shù)目刂品椒ā?交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理本設(shè)計(jì)對(duì)交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖如下所示： 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖：假如接觸器KM1閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，則當(dāng)KM1斷開，KM2閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。從圖可看出：要改變?nèi)嘟涣麟姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只要交換其中兩相即可。圖中各元器件的作用如表所示： 元器件作用列表 交流電機(jī)的星三角啟動(dòng)對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)，為了保護(hù)電機(jī)，一般采用Y/△降壓方法來限制啟動(dòng)電流。Y/△降壓?jiǎn)?dòng)的原理如圖1所示：在啟動(dòng)過程中將電動(dòng)機(jī)定子繞組成星形，即KMY閉合。此時(shí)電機(jī)每相承受的電壓為額定的、啟動(dòng)電流為三角形接法時(shí)啟動(dòng)電流的1/3。KMY閉合時(shí)定時(shí)器開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到，KMY斷開，KM△閉合。電動(dòng)機(jī)繞組為三角形接法，進(jìn)入正常運(yùn)行階段。 電氣元件介紹⑴ 繼電器繼電器是根據(jù)輸入信號(hào)來接通或斷開的小型控制電路，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)的自動(dòng)控制電器。⑵ 接觸器接觸器是用來接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)主電路的控制電器?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。⑶ 熔斷器熔斷器基于電流熱效應(yīng)原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設(shè)計(jì)，具有一定的瞬動(dòng)特性，用于電路的短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)。⑷ 行程開關(guān)行程開關(guān)是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小的一種器件。5 致謝在此感謝我的指導(dǎo)老師周魯光老師，同時(shí)要感謝我班的幾位同學(xué)，正是有了你們的指導(dǎo)和幫助，我的設(shè)計(jì)才能順利完成。 6 參考文獻(xiàn)【1】王貴華 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社 2002【2】章紅劍 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與裝置 化學(xué)工業(yè)出版社【3】熊永盤 電子線路CAD實(shí)用教程. 西安電子科技大學(xué)出版社【4】王為東 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) 西安電子科大出版社 2007【5】張一鋼 MCS—51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)大學(xué)出版社【6】張萬(wàn)忠 電器與PLC控制技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社2004【7】鄧興中 機(jī)電傳動(dòng)控制 華中理工大學(xué)出版社 附錄Ⅰ：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 附錄Ⅱ:電氣控制原理圖1 附錄Ⅲ:電氣控制原理圖2
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