【正文】 186。 ? 若通電方式和系統(tǒng)的傳動比已初步確定，則 步距角 應(yīng)滿足 : θ b≤iα min z360KmKmb???? 齒距拍數(shù)齒距? i — 傳動比 αmin— 負(fù)載軸要求的最小位移增量（即每個脈沖對應(yīng)的 最小角位移增量） （ 32） 例如，所用絲杠螺距為 (t),線性增量為 (δ)（取決于運動精度），所需電動機步距為角： ?步距腳 θ b也可用 分辨率 bs來表示： bs=360176。 /15176。 設(shè)傳動比為 1 靜態(tài)步距角誤差 :從理論上講，每一個脈沖信號應(yīng)使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過相同的步距角。 步距精度 Δθ b應(yīng)滿足 : Δ θ L— 絲杠傳動精度 步進(jìn)電動機的靜特性，是指步進(jìn)電動機在穩(wěn)定狀態(tài)（即步進(jìn)電動機不改變通電情況的運行狀態(tài)）時的特性，包括 靜轉(zhuǎn)矩、矩角特性 及 靜態(tài)穩(wěn)定區(qū) 。它 是 繞組電流 和失調(diào)角 的函數(shù)。 對應(yīng)于某個失調(diào)角時，靜轉(zhuǎn)矩最大，稱為 最大靜轉(zhuǎn)矩 Tjmax。時，將有最大靜轉(zhuǎn)矩。 多相通電時的矩角特性 和 最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 ：按照疊加原理 ， 根據(jù)各相通電時的矩角特性疊加起來求出 。 當(dāng)兩相通電時 ， 由于正弦量可以用相量相加的方法求和 ， 因此兩相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩可用相量圖求取 。 此時三相步進(jìn)電動機不能靠提高通電相數(shù)來提高轉(zhuǎn)矩。 使用步進(jìn)電機時，一般電動機軸上的 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL=(～ )Tmax，啟動轉(zhuǎn)矩 Ts總是小于最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 Tjmax。 ? 步進(jìn)電動機的 最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩 和 脈沖頻率 的關(guān)系，即 Tdm=F(?)，稱為 矩頻特性 ，如圖 35所示。 3）矩頻特性 什么是矩頻特性？ ?步進(jìn)電動機的控制繞組是 感性 元件，其電流按指數(shù)函數(shù)增長。 隨著頻率升高，達(dá)到穩(wěn)定值的時間縮短，如圖 36b所示。 對于某一頻率。 （ a） (b) (c) 圖 36 不同頻率時的控制繞組中電流波形 矩頻特性有什么特點？ 為了提高步進(jìn)電動機的矩頻特性，必須設(shè)法減小控制繞組的電氣時間常數(shù)（ τ=L/R ），為此要： 盡量減小它的電感，使控制繞組匝數(shù)減少 ，所以步進(jìn)電動機控制繞組的電流一般都比較大。 也可以采用雙電源供電 ，即在控制繞組電流的上升階段由高壓電源供電，以縮短達(dá)到穩(wěn)定值的時間，然后再改為低壓電源供電以維持其電流值，這樣可大大提高步進(jìn)電動機的矩頻特性。（對同樣的負(fù)載轉(zhuǎn)矩來說，正、反向的啟動頻率和制動頻率是一樣的，所以一般技術(shù)數(shù)據(jù)中只給出啟動頻率和連續(xù)運行頻率。 ?st的大小與驅(qū)動電路和負(fù)載大小有關(guān)。 4）啟動頻率和連續(xù)運行頻率 步進(jìn)電動機的連續(xù)運行頻率 ?c： 是指步進(jìn)電動機啟動后，當(dāng)控制脈沖頻率連續(xù)上升時，能不失步運行的最高頻率。 步進(jìn)電動機的運行頻率比啟動頻率高得多 ，這是因為在啟動時除了要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩外，還要克服軸上的慣性轉(zhuǎn)矩。所以啟動時，脈沖頻率不宜過高。 ? 步進(jìn)電動機的型號表示方法舉例如下（不同生產(chǎn)廠家其表示方法也有所不同） ? 反應(yīng)式步進(jìn)電動機 :（如 150BF/BC003） ? 混合式步進(jìn)電動機 :（如 42BYG008：四相永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動機） ? 永磁式步進(jìn)電動機 : 勵磁繞組相數(shù)或代號 永磁式步進(jìn)電動機 BY 電動機外徑 （ mm） 勵磁繞組相數(shù)或代號 混合式 （ 永磁感應(yīng)式 ） 步進(jìn)電動機 BYG 電動機外徑 （ mm） 勵磁繞組相數(shù)或代號 反應(yīng)式步進(jìn)電動機 BF 電動機外徑 （ mm） 5）步進(jìn)電動機技術(shù)指標(biāo)實例 90 BYG 2 50 A 機座號 混合式 相數(shù) 轉(zhuǎn)子齒數(shù) 派生代號 （外徑） mm 步進(jìn)電動機 混合式步進(jìn)電機（兼有永磁式和反應(yīng)式兩種步進(jìn)電機的特點）。這樣，與 N極磁鋼相連的那段轉(zhuǎn)子整個呈 N極，另一端與S極磁鋼相連，呈 S極，產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。 39 步進(jìn)電動機的振蕩和失步是一種普遍存在的現(xiàn)象，它影響系統(tǒng)的正常運行，因此要盡力避免。丟步時指轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步距數(shù)小于脈沖數(shù)；越步是指轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步距數(shù)多于脈沖數(shù)。 （ a）振蕩 步進(jìn)電動機的振蕩現(xiàn)象主要發(fā)生于： （ 2）步進(jìn)電動機的振蕩、失步及解決方法 步進(jìn)電動機工作在低頻區(qū)； 步進(jìn)電動機工作在共振區(qū)； 步進(jìn)電機突然停車時。 當(dāng)勵磁開始時，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下加速轉(zhuǎn)動。這時電磁力產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在負(fù)轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)速逐漸為零，并開始反向轉(zhuǎn)動。由于有機械摩擦和電磁阻尼的作用，這個振蕩表現(xiàn)為衰減振蕩，最終穩(wěn)定在平衡點。步進(jìn)電動機的 固有頻率 ?(振蕩頻率 ) 可由下式求出： 振蕩失步的過程 可描述如下：在第一個脈沖到來后，轉(zhuǎn)子經(jīng)歷了一次振蕩。接著第三個脈沖到來，轉(zhuǎn)子受正電磁轉(zhuǎn)矩的作用回到平衡點。 J— 轉(zhuǎn)動慣量； Z— 轉(zhuǎn)子齒數(shù)； Tmax— 最大轉(zhuǎn)矩。同時繞組中的電流尚未上升到穩(wěn)定值，轉(zhuǎn)子沒有獲得足夠的能量，所以在這個工作區(qū)中不會產(chǎn)生振蕩。 （ b）失步 步進(jìn)電動機的失步原因有兩種： ? 第一種是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速慢于換相速度 。因此步進(jìn)電動機有一個啟動頻率，超過啟動頻率啟動時，肯定會產(chǎn)生失步。這主要發(fā)生在制動和突然換相時，轉(zhuǎn)子獲得過多的能量，產(chǎn)生嚴(yán)重的過沖，引起失步。 機械阻尼法比較單一，就是在電動機軸上加阻尼器； 電子阻尼法有多種，主要有：多相勵磁法、變頻變壓法、細(xì)分步法、反相阻尼法等。 驅(qū)動電源按供電方式分類， 有：單電壓供電、雙電壓供電、調(diào)頻調(diào)壓供電 ；按功率驅(qū)動部分所用元件分類，有 大功率晶體管驅(qū)動、快速晶閘管驅(qū)動、可關(guān)斷晶閘管驅(qū)動、混合驅(qū)動。 三、步進(jìn)電動機的驅(qū)動方法 驅(qū)動器： 德國百格拉 WD3007 信號接口： PULSE+ 電機輸入控制脈沖信號； DIR+ 電機轉(zhuǎn)動方向控制信號； RESET+ 復(fù)位信號，用于封鎖輸入信號； READY+ 報警信號； PULSE、 DIR、 RESET和 READY短接公共地； 狀態(tài)指示： RDY 燈亮表示驅(qū)動器正常工作； TEMP 燈亮表示驅(qū)動器超溫； FLT 燈亮表示驅(qū)動器故障； 功能選擇： 設(shè)置電機相電流； STEP STEP2 設(shè)置電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)； 設(shè)定半流功能 可設(shè)置成“脈沖和方向”控制方式； 也可以設(shè)置成“正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)”控制方式； 功率接口： DC+和 DC接制動電容； U、 V、 W 接電機動力線， PE是地； L、 N、 PE 接驅(qū)動器電源， 電源電壓是 220VAC輸入時，最大電流是 3A。驅(qū)動器的 L端和 N端接供電電源，同時要串接一個 險絲； PE為接地。 DIR： 方向信號輸入端，如 “ DIR”為低電平，電機按順時針方向旋轉(zhuǎn) ； “ DIR”為高電平電機按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 CCW： 反轉(zhuǎn)信號，每個脈沖使電機反向轉(zhuǎn)動一步。 READY: 輸入報警信號： READY是繼電器開關(guān)，當(dāng)驅(qū)動器正常工作時繼電器閉合，當(dāng)驅(qū)動器工作異常時繼電器斷開。如用該繼電器，要把他串聯(lián)到 CNC的某輸入端。 注意： PULSE＋與 CW＋， PULSE－與 CW－， DIR＋與 CCW＋， DIR－與 CCW－對應(yīng)同一個接口，按控制方式不同給出兩種定義名稱；可以用兩相脈沖輸出（ CW/CCW）方式進(jìn)行控制，也可以用（ PULSE+DIR）方式控制。 高有效時，把所有控制信號的負(fù)端連在一起作為信號地， 低有效時，把所有控制信號的正端連在一起作為信號公共端。用戶可以通過驅(qū)動器正面板上的兩個撥碼開關(guān) STEP STEP2設(shè)置電機的步數(shù)如下表： STEP1狀態(tài) OFF ON OFF ON STEP2狀態(tài) OFF OFF ON ON 步數(shù) /轉(zhuǎn) 500 1000 5000 10000 ：設(shè)定半流功能 半流功能是指電機 帶電靜止 100ms后 ，驅(qū)動器 輸出電流降為額定輸出電流的 60%，用來防止電機發(fā)熱。 ：控制方式選擇 撥碼開關(guān)（ ）可設(shè)置成兩種控制方式： 當(dāng)設(shè)置成“ ON”時，為“正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)