【正文】 能。由于電動機采用方型結構，使得轉子有可能設計得比圓形大，因而其力矩體積比將大為提高。瑞士 ESCAP 公司最近還研制出外徑僅 10mm 的步進電動機。 另外的結論是 HB 型電動機更適合 于低速大轉矩用途； RM 型適用于平穩(wěn)運行以及轉速大于 1000r/min 的用途；而 PM 型成本低，在低轉速時的振動和高轉速時的大轉矩方面，三相 PM 型電動機比兩相電動機的性能要好。 5） 三相電動機繞組可以星形連接，三個終端驅動，勵磁電路晶體管 6 個； 而二相電動機是 8 個。 3） 三相電動機的轉矩波動比二相電動機要小。將三相步進電動機同二相步進電動機進行比較后得出 ： 1） 在獲得小步距角方面，三相電動機比 二相電動機要好。與此同時，日本伺服公司也推出了他們的三相混合式步進電動機?，F(xiàn)在日本步進電動機年產(chǎn)量（含國外獨資公司）近 2 億臺，德國也是世界上步進電動機生產(chǎn)大國。到 目前，工業(yè)發(fā)達國家的磁阻式步進電動機已極少見 [1]。／ 176。爪極電機價格便宜，性能指標不高，混合式和磁阻式主要作為高分辨率電動機，由于混合式步進電動機具有控制功率小，運行平穩(wěn)性較好而逐步處于主導地位。任何一種產(chǎn)品成熟的過程，基本上都是規(guī)格品種逐步統(tǒng)一和簡化的過程。 自從步進電動機在計算機外圍設備中取代小型直流電動機以后，使其設備的性能提高，很快地促進了步進電動機的發(fā)展。為適應這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動機系統(tǒng)，其中較有自己特點，且應用十分廣泛的一類便是步進電動機。東北石油大學本科生畢業(yè)設計 I 目 錄 第 1 章 緒 論 ................................................................................................................... 1 設計背景 ....................................................................................................... 1 系統(tǒng)設計的任務 ........................................................................................... 3 本章小結 ....................................................................................................... 3 第 2 章 步進電機及 PLC 簡介 ...................................................................................... 4 步進電機簡介 ............................................................................................... 4 PLC 的發(fā)展概述 ........................................................................................... 8 PLC 技術在步進電機控制中的應用 ........................................................... 8 本章小結 ..................................................................................................... 10 第 3 章 PLC 控制步進電機工作方式的選擇 ............................................................. 11 常見的步進電機的工作方式 ..................................................................... 11 步進電機控制原理 ..................................................................................... 12 PLC 控 制步進電機的方法 ......................................................................... 12 PLC 控制步進電機的設計思路 ................................................................. 13 本章小結 ..................................................................................................... 15 第 4 章 S7— 300 控制步進電機硬件 設計 ................................................................... 16 S7— 300 的介紹 .......................................................................................... 16 步進電機的選擇 ......................................................................................... 20 步進電機驅動電路設計 ............................................................................. 21 PLC 驅動步進電機 ..................................................................................... 22 本章小結 ..................................................................................................... 23 第 5 章 控制系統(tǒng)的軟件設計 ...................................................................................... 24 STEP7 概述 ................................................................................................. 24 STEP7 項目的創(chuàng)建 ..................................................................................... 26 本設計相關指令介紹 ................................................................................. 30 東北石油大學本科生畢業(yè)設計 II 程序的編寫 ................................................................................................. 33 程序設計的說明 ......................................................................................... 35 STEP7 的硬件組態(tài) ..................................................................................... 35 運用組態(tài)軟件監(jiān)視 PLC 系統(tǒng) ................................................................... 40 本章小結 ..................................................................................................... 41 結 論 ......................................................................................................................... 42 參考文獻 ......................................................................................................................... 43 致 謝 ......................................................................................................................... 44 附 錄 ......................................................................................................................... 45 東北石油大學本科生畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒 論 設 計背 景 步進電動機已成為除直流電動機和交流電動機以外的第三類電動機 ， 傳統(tǒng)電動機作為機電能量轉換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進入電氣化過程 中起著關鍵的作用?？墒窃谌祟惿鐣M入自動化時代的今天，傳統(tǒng)電動機的功能已不能滿足工廠自動化和辦公自動化等各種運動控制系統(tǒng)的要求。 步進電動機的發(fā)展與計算機工業(yè)密切相關 。另一方面，微型計算機和數(shù)字控制技術的發(fā)展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進電動機推廣應用到其他領域，如電加工機床、小功率機械加工 機床、測量儀器、光學和醫(yī)療儀器以及包裝機械等?，F(xiàn)在，步進電動機的發(fā)展已歸結為單段式結構的磁阻式、混合式和爪極結構的永磁式三類。最典型的產(chǎn)品是二相 8 極 50 齒的電動機，步距角 176。（全步／半步）； 還有五相 10 極 50 齒和一些轉子 100齒的二相和五相步進電動機，五相電動機主要用于運行性能較高的場合。 步進電動機最大的生產(chǎn)國是日本，如日本伺服公司、東方公司、 SANYO DENKI和 MINEBEA 及 NPM 公司等，特別是日本東方公司，無論是電動機性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱是世界上最好的。德國 1994年五相混合式步進電動機專利期滿后，推出了新的三相混合式步進電動機系列，為定子 6 極轉子 50 齒結構，配套電流型驅動器，每轉步數(shù)為 200、 400、 1000、 2024000、 10000 和 20210， 它具有通常的二相和五相步進電動機的分辨率，還可以在此基礎上再 10 細分，分辨率提高 10 倍，這是一種很好的方案，充分運用了電流型驅動技術的功能，讓三相電動機同時具有二相和五相電動機的性能。該公司阪正文博士研制了三種不同的永磁式三相步進電動機，即 HB 型（混合式）、 RM 性（定子和混合式東北石油大學本科生畢業(yè)設計 2 相似，轉子則同永磁式環(huán)形磁鐵相似）和爪極 PM 型。 2） 三相電動機的兩相勵磁最大保持力矩為 3T1（ T1 為單相勵磁轉矩），而二相電動機為 2T1，所以三相電動機的合成力矩大。 4） 三相電動機連續(xù) 2 步用于半步的轉矩差比二相電動機的要小。 6） 連續(xù)運轉時，由于三相步進電動機結構原因，磁通和電流的三次諧波被消除了，所以三相電動機的振動力矩比二相電動機的要小 .結論是顯而易見的 [2]。因此，當前最有發(fā)展前景的當屬混合式步進電動機，而混合式電動機又向以下四個方向發(fā)展： 發(fā)展趨勢一， 隨著電動機本身應用領域的拓寬以及各類整機的不斷小型化，要求與之配套的電動機也必須越來越小，在 5 42 機座號的電動機應用了多年后，現(xiàn)在其機座號向 3 3 25 方向向下延伸。 發(fā) 展趨勢之二，是改圓形電動機為方形電動機。同樣機座號的電動機，方形的力矩比圓形的將提高 30％～ 40％ 發(fā)展趨勢之三，對電動機進行綜合設計。 發(fā)展趨勢之四，向五相和三相電動機方向發(fā)展。而就這兩種電動機而言，五相電動機的驅動電路比三相電 動機復雜，因此三相電動機系統(tǒng)的性能價格比要比五相電動機更好一些。盡管新的混合式步進電動機完全可能替代磁阻式電動機，但磁阻式電動機的整機獲得了長期應用，對于它的技術也較為熟悉，特別是典型的混合式步進電動機的步距角（ 176。）與典型的磁阻式電動機的步距角（ 176。）不一樣，用戶改變這種產(chǎn)品結構不是很容易的，這就使得兩種機型并存的局面難以在較 短時間內(nèi)改變。 東北石油大學本科生畢業(yè)設計 3 系統(tǒng)設計的 任