1、步 進(jìn) 電 機(jī) 及 其 工 作 原 理,步進(jìn)電機(jī)外形結(jié)構(gòu),常見(jiàn)步進(jìn)電機(jī)外形構(gòu)造,步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造,步進(jìn)電機(jī)分類(lèi), 按照力矩產(chǎn)生原理分類(lèi) 激磁式 反應(yīng)式 混合式 按照定子數(shù)目分類(lèi) 單定子 雙定子 多定子 按照定子勵(lì)磁相數(shù)分類(lèi) 三相 四相 五相 六相 按照各相繞組的分布規(guī)律分類(lèi) 徑向分相 (垂軸式) 軸向分相 (順軸式),三段式（三定子）軸向分相步進(jìn)電機(jī),1 線(xiàn)圈 2 定子 3轉(zhuǎn)子,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī),單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 內(nèi)部結(jié)構(gòu),反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫剖面示意圖,A相定子繞組通電形成磁場(chǎng),單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 磁場(chǎng)形成,步進(jìn)電機(jī)節(jié)拍運(yùn)動(dòng)

2、動(dòng)畫(huà),單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 節(jié)拍運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà),步距角： 步進(jìn)電機(jī)的定子繞組每改變一次通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)步距角。,單相輪流通電（M相單M拍） 順時(shí)針輪回 ABCA 逆時(shí)針輪回 ACBA 雙相輪流通電（M相雙M拍） 順時(shí)針輪回 ABBCCAAB 逆時(shí)針輪回 BAACCBBA 單雙相輪流通電（M相2M拍） 順時(shí)針輪回 AABBBCCCAA 逆時(shí)針輪回 AACCCBBBAA,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 定子的通電方式,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩轉(zhuǎn)子齒,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： ABCA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩

3、轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序: ACBA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 逆時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： ABBCCAAB 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： BAACCBBA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 逆時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： AABBBCCCAA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 兩轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： AACCCBBBAA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 四轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： ABCA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 逆時(shí)針 步距

4、角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 四轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序: ACBA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 四轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： ABBCCAAB 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 逆時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 四轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： BAACCBBA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 四轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： AABBBCCCAA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向：逆時(shí)針 步距角：,單段反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理 四轉(zhuǎn)子齒,定子通電順序： AACCCBBBAA 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 步距角：,步距角： 步進(jìn)電機(jī)的定子繞組每改變一次通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)

5、的角度稱(chēng)步距角。 轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，步距角 越小 定子相數(shù)越多，步距角 越小 通電方式的節(jié)拍越多，步距角 越小,式中：m 定子相數(shù) Z 轉(zhuǎn)子齒數(shù) C 通電方式 C = 1 單相輪流通電、雙相輪流通電方式 C = 2 單、雙相輪流通電方式,常用步進(jìn)電機(jī)的步距角 常用步進(jìn)電機(jī)的定子繞組多數(shù)是三相和五相, 與此相匹配的轉(zhuǎn)子齒數(shù)分別為40齒和48齒，即有 三相步進(jìn)電機(jī)： 五相步進(jìn)電機(jī)：,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原因分析,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原因分析,步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu),步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu),步進(jìn)電機(jī)展開(kāi)結(jié)構(gòu),實(shí)際步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的模擬, 控制輸入給步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)目可以控制步進(jìn)電機(jī)的角位移,結(jié)論, 控制輸入給步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率可以控

6、制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速, 控制步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電順序可以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 方向,步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制,步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制,功率 放大 器,環(huán)形 分配 器,加減 速 電路,脈沖 混合 電路,加減 脈沖 分配 電路,進(jìn)給 脈沖,至步進(jìn) 電機(jī)繞阻,1. 脈沖混合電路 將脈沖進(jìn)給、手動(dòng)進(jìn)給、手動(dòng)回原點(diǎn)、誤差補(bǔ)償?shù)然旌蠟檎蚧蜇?fù)向脈沖進(jìn)給信號(hào) 2. 加減脈沖分配電路 將同時(shí)存在正向或負(fù)向脈沖合成為單一方向的進(jìn)給脈沖,3. 加減速電路 將單一方向的進(jìn)給脈沖調(diào)整為符合步進(jìn)電機(jī)加減速特性的脈沖，頻率的變化要平穩(wěn)，加減速具有一定的時(shí)間常數(shù)。 4. 環(huán)形分配器 將來(lái)自加減速電路的一系列進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換成控制步進(jìn)電機(jī)定子

7、繞阻通、斷電的電平信號(hào)，電平信號(hào)狀態(tài)的改變次數(shù)及順序與進(jìn)給脈沖的個(gè)數(shù)及方向?qū)?yīng)。 5. 功率放大器 將環(huán)形分配器輸出的mA級(jí)電流進(jìn)行功率放大，一般由前置放大器和功率放大器組成。,步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制,將插補(bǔ)器的單序列脈沖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)需要的多序列 脈沖的裝置叫環(huán)行分配器。 環(huán)行分配器可以由硬件構(gòu)成也可以由軟件構(gòu)成。,環(huán)行分配器,環(huán)行分配器的工作原理,硬件環(huán)行分配器的基本構(gòu)成是觸發(fā)器。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)有 幾相就需要幾個(gè)序列脈沖，所以步進(jìn)電機(jī)有幾相，就要設(shè)置 幾個(gè)觸發(fā)器。每個(gè)觸發(fā)器發(fā)出的脈沖就是一個(gè)序列脈沖，用 來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)某相定子繞組的通、斷電。 觸發(fā)器工作的同步信號(hào)就是來(lái)自插補(bǔ)器的某個(gè)坐標(biāo)軸的 位移驅(qū)動(dòng)信號(hào)x或y。,三相單三拍工作方式：ABCA 當(dāng)QA有輸出A，就使步進(jìn)電機(jī)的A相通電， 當(dāng)QB有輸出B，就使步進(jìn)電機(jī)的B相通電， 當(dāng)QC有輸出C，就使步進(jìn)電機(jī)的C相通電。 輸出波形如下,環(huán)行分配器的工作原理,如果用D觸發(fā)器,則觸發(fā)器的輸入端就是D端，它的信號(hào)也 取自觸發(fā)器本身，不過(guò)這中間還要加一定的外接無(wú)源電路。觸 發(fā)器的輸出和輸入通過(guò)一定的外電路連接在一起，構(gòu)成一個(gè)封 閉的整體環(huán)形電路，只要有x這個(gè)單