【正文】 方式選擇開關(guān) 控制方式 高電平有效接線 低電平有效接線 ON 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn) （雙脈沖方式） CW+接正轉(zhuǎn)信號 CCW+接反轉(zhuǎn)信號 CW與 CCW短接為信號地 CW接正轉(zhuǎn)信號 CCW接反轉(zhuǎn)信號 CW+與 CCW+短接為公共端 OFF 脈沖和方向 （單脈沖方式） PULSE+接脈沖信號 DIR+接方向信號 PULSE與 DIR短接為信號地 PULSE接脈沖信號 DIR接方向信號 PULSE+與 DIR+短接為公共端 ? 第一、按預(yù)定的工作方式分配各個繞組的通電脈沖； ? 第二、控制步進(jìn)電機(jī)的速度，使它始終遵循加速 勻速 減速的運(yùn)動規(guī)律工作。 當(dāng)設(shè)置成“ OFF”時，為“脈沖和方向”控制方式； 當(dāng)撥碼開關(guān) 為“ OFF”時，有半流功能；當(dāng)設(shè)置成“ ON”時，無半流功能。 ：設(shè)置輸出相電流 位置 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 電流 STEP STEP2：設(shè)置電機(jī)每轉(zhuǎn)步數(shù) 驅(qū)動器 WD3007可將電機(jī)的步數(shù)分別設(shè)置為 500、 1000、 5000、10000步。 脈沖、方向信號時序圖 上位機(jī)的控制信號可以高電平有效，也可以低電平有效。當(dāng)驅(qū)動器正常工作時繼電器閉合，外部24VDC通過繼電器輸入到 CNC輸入端，否則外部 24VDC無法輸入到 CNC輸入端。繼電器允許最高輸入電壓和電流是： 35VDC， 10mA≤I≤200mA，電阻性負(fù)載。 RESET： 復(fù)位信號，如復(fù)位信號為 低電平時 ,輸入脈沖信號起作用 ，如果復(fù)位信號為 高電平時就禁止任何有效的脈沖 ， 輸入信號無效 ，電機(jī)無保持扭矩。 CW： 正轉(zhuǎn)信號，每個脈沖使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動一步。 PULSE： 脈沖信號輸入端，每一個脈沖的 上升沿 使電機(jī)轉(zhuǎn)動一步。電源線橫截面 ≥ 平方毫米，盡量短。 圖 37為步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)原理圖。 （ c）阻尼方法 步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行特性，不僅與步進(jìn)電動機(jī)本身的特性和負(fù)載有關(guān)，而且與配套使用的驅(qū)動電源（即驅(qū)動電路）有著十分密切的關(guān)系。 消除振蕩是通過增加阻尼的方法來實現(xiàn)的，主要有機(jī)械阻尼法和電子阻尼法兩大類。（注意，啟動頻率不是一個固定值，提高電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、減小電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量、減小步距角都可以提高步進(jìn)電動機(jī)的啟動頻率） ? 第二種是轉(zhuǎn)子的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場的速度 。例如，步進(jìn)電動機(jī)在啟動時，如果 脈沖的頻率較高 ，由于電動機(jī)來不及獲得足夠的能量，使其無法令轉(zhuǎn)子跟上旋轉(zhuǎn)磁場的速度，所以引起失步。減小步距角可以減小振蕩幅值，以達(dá)到削弱振蕩的目的。 ? 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在高頻區(qū)時 ，由于換相周期短，轉(zhuǎn)子來不及反沖。這樣，轉(zhuǎn)子經(jīng)過三個脈沖仍然回到原來位置，也就是丟了三步。當(dāng)轉(zhuǎn)子回擺到最大幅值時，恰好第二個脈沖到來，轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，使轉(zhuǎn)子繼續(xù)回擺。 ? 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在共振區(qū)時， 步進(jìn)電機(jī)的 控制脈沖頻率 接近 步進(jìn)電機(jī)的固有頻率 ? (振蕩頻率 )或 固有頻率的分頻或倍頻 ，這會使振蕩加劇，嚴(yán)重時造成失步。當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)過平衡點(diǎn)后，電磁力又產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子又正向轉(zhuǎn)動，形成轉(zhuǎn)子圍繞平衡點(diǎn)的振蕩。在到達(dá)平衡點(diǎn)時，電磁驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為零，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速最大，由于慣性，轉(zhuǎn)子沖過平衡點(diǎn)。 ? 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低頻區(qū)時 ，由于勵磁脈沖間隔的時間較長，步進(jìn)電機(jī)表現(xiàn)為單步運(yùn)行。丟步嚴(yán)重時，轉(zhuǎn)子將停留在一個位置上或圍繞一個位置振動。 失步 包括 丟步 和 越步 。一般為兩相或三相；須供給正負(fù)脈沖信號； 輸出轉(zhuǎn)矩較永磁式大（消耗功率相對較?。?；步距角較永磁式?。ㄒ话銥?）； 斷電時無定位轉(zhuǎn)矩；啟動和運(yùn)行頻率較高；是目前發(fā)展較快的一種步進(jìn)電機(jī)。 轉(zhuǎn)子 由圓周上均勻分布一定數(shù)量小齒的兩段齒片組成，這兩段齒片相互 錯開半個齒距 ，兩塊齒片之間夾有一個軸向充磁的環(huán)形永久磁鋼 (如圖 34所示 )。啟動以后，再逐漸升高脈沖頻率。啟動時轉(zhuǎn)子的角加速度大，它的負(fù)擔(dān)要比連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時重。它的值也與負(fù)載有關(guān)。步距角 θ b越小，負(fù)載（包括負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動慣量）越小，則啟動頻率越高。） 步進(jìn)電動機(jī)的啟動頻率 ?st是指在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下能夠不失步地啟動的最高脈沖頻率。 怎樣提高矩頻特性？ 步進(jìn)電動機(jī)的工作頻率一般包括 啟動頻率 、 制動頻率 和 連續(xù)運(yùn)行頻率 。 有時也在控制繞組回路中 串接一個較大的附加電阻 ， 以降低回路電氣時間常數(shù) ，但這樣就增加了在附加電阻上功率損耗，導(dǎo)致步進(jìn)電動機(jī)及系統(tǒng)效率降低。只有當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于它在該頻率時的最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。 當(dāng)頻率高到一定值時，電流就達(dá)不到穩(wěn)定值，如圖 36c所示， 故電動機(jī)的最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩小于最大靜轉(zhuǎn)矩 ， 而且脈沖頻率越高，動態(tài)轉(zhuǎn)矩也就越小 。 當(dāng)電脈沖頻率低時，電流可以達(dá)到穩(wěn)定值，如圖 36a所示。 ? 即，步進(jìn)電動機(jī)的 動態(tài)轉(zhuǎn)矩隨著脈沖頻率的升高而降低 。 T 0 圖 35 矩頻特性 ?/Hz ? 當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)的控制繞組的 電脈沖時間間隔 小于電機(jī) 機(jī)電過渡過程所需的時間時 ，步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，這時電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為 動態(tài)轉(zhuǎn)矩 。 五相步進(jìn)電動機(jī)三相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 : ? 由于采用了 23相通電方式， 最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩提高了 ，而且矩角特性形狀相同，對步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性有利。 用相量 TA和 TB分別表示 A相和 B相單獨(dú)通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 ， 兩相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 TAB為： 式中 ， Tmax=TA=TB ? 從上式可知，對于 三相 步進(jìn)電動機(jī)， TAB=TA=TB， 即兩相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩值與單相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩值相等。 例如三相步進(jìn)電動機(jī)常用 單 雙 相通電的方式 。 2）最大靜轉(zhuǎn)矩 靜轉(zhuǎn)矩和失調(diào)角之間的特性曲線，叫做矩角特性 ： T = C sin? 由此我們可以發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電動機(jī)的工作過程就是實現(xiàn)失調(diào)角為零的過程?？蓮木亟翘匦陨戏从?Tjmax，如圖 34所示，當(dāng)失調(diào)角 θ=90 186。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，如果在轉(zhuǎn)子軸上加一負(fù)載轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個角度θ ，并能穩(wěn)定下來，這時轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，該電磁轉(zhuǎn)矩即為 靜轉(zhuǎn)矩 ，而 角度 θ 即為失調(diào)角（或： 電機(jī)定子齒與轉(zhuǎn)子齒中心線之間的夾角叫做失調(diào)角 ） 。 靜轉(zhuǎn)矩 ：指步進(jìn)電動機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩。但實際上，由于定、轉(zhuǎn)子的 齒距分布不均勻 ， 定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻 或 鐵心分段時的錯位誤差 等，實際步距角與理論步距角之間會存在偏差，這個偏差稱為 靜態(tài)步距角誤差 。 =24， 需要一臺每轉(zhuǎn) 24步的步進(jìn)電機(jī)。 / θb（步 /轉(zhuǎn)） ? 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)拖動的機(jī)械作直線運(yùn)動時，用絲杠作運(yùn)動轉(zhuǎn)換器，步進(jìn)電機(jī)的步距角可按以下公式計算： ttib ????? 360/360 δ — 直線增量運(yùn)動當(dāng)量（ mm/每步） t— 絲杠螺距（ mm/周） 可知， 360176。、 、 、 、 。常用的為 、 3186。它的大小由下式 （ 32）決定。 z360KmKmb???? 齒距拍數(shù)齒距? 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)具有控制方便、步距小、價格低廉的優(yōu)點(diǎn)；具有帶負(fù)載能力差、高速時易失步、斷電后無定位轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)。 /(40 2 3)=176。 θ b ：步距角（ 186。 步進(jìn)電動機(jī)應(yīng)用在機(jī)床上一般是通過減速器和絲桿螺母副帶動工作臺移動。 ???? ?? 34031 360b????? ?? 360b?? 若步進(jìn)電動機(jī)通電的脈沖頻率為 ?(脈沖數(shù) /秒 )，步距角用弧度表示，則 步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 ： ? 由上式可知， 步進(jìn)電動機(jī)在一定脈沖頻率下，電動機(jī)的相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，轉(zhuǎn)速就越低。（拍數(shù) /相數(shù)） ? 若步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù) z=40，按三相單三拍運(yùn)行時， K=1， m=3： ? 若按五相十拍運(yùn)行時，則 K=2， m=5， z=40： ? 可見，步進(jìn)電動機(jī)的相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，步距角就越小，控制越精確。故 步距角 ： z360tb??z360KmKmb???? 齒距拍數(shù)齒距? K定子繞組通電方式系數(shù)。 圖 31所示為三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)。 ? 多段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)是沿軸向分成磁性相對獨(dú)立的幾段，每一段都有一組勵磁繞組，形成一相，因此，三相電動機(jī)有三段，其結(jié)構(gòu)如圖 32所示。步進(jìn)電動機(jī)有 單相輪流通電 、 雙相輪流通電 和 單雙相輪流通電 的方式。 。即按 AABBBCCCAA… 方式通電，使電機(jī)正轉(zhuǎn)；反之，按 AACCBCBABA…… 方式通電，使電機(jī)反轉(zhuǎn)。 。這種工作方式每個通電狀態(tài)均為兩相繞組同時通電，且相鄰的兩個工作節(jié)拍中總有一相保持通電的狀態(tài)不變，因此，可避免三相單三拍工作方式的失步和低頻振蕩等現(xiàn)象。