步进电机的结构和工作原理_院校资料_高等教育_教育专区。步进电机 步进电动机的工作原理与特点 原理：步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲信号转换成线位 移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度， 带动机械移动一小段距离。 特点：(1)来一个脉冲

　　步进电机 步进电动机的工作原理与特点 原理：步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲信号转换成线位 移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度， 带动机械移动一小段距离。 特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比. 2018/3/20 步进电机 步进电动机结构 步进电机主要由两部分构成：定子 和转子。它们均由磁性材料构成。 定、转子铁心由软磁材料或硅钢片 叠成凸极结构，定、转子磁极上均有 小齿，定、转子的齿数相等。其中定 子有六个磁极,定子定子磁极上套有星 形连接的三相控制绕组，每两个相对 的磁极为一相，组成一相控制绕组,转 子上没有绕组。转子上相邻两齿间的 夹角称为齿距角 注意：步进 电机通的是 直流电脉冲 360? ?t ? Zr 2018/3/20 步进电机 工作方式 步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、 三相双三拍等。 一、三相单三拍 （1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为： A 相 ? B 相 ? C 相 通电顺序也可以为： A 相 ? C 相? B 相 2018/3/20 步进电机 （3）工作过程 A B 1 A 相通电，A 方向的 C 2 磁通经转子形成闭合回路。 若转子和磁场轴线; B 有一定角度，则在磁场的 作用下，转子被磁化，吸 引转子，由于磁力线总是要通过磁阻小的路径闭合， 因此会在磁力线扭曲时产生切向力而形成磁阻转矩， 使转子转动，使转、定子的齿对齐停止转动。 A 相通电使转子1、3齿和 AA 对齐。 2018/3/20 步进电机 A B A C B B C B A C A C B相通电，转子2、4齿和B 相轴线对齐，相对A相通电 位置转30?； C相通电再转30? 2018/3/20 步进电机 这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一 个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。 三相单三拍的特点： （1）每来一个电脉冲，转子转过 30?。此角称为步距角， 用?S表示。 （2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通 电顺序即可改变转向。 2018/3/20 步进电机 二、三相单双六拍 三相绕组的通电顺序为： A?AB?B?BC?C?CA?A 共六拍。 工作过程： A B 4 1 C 2 C 3 B A A相通电，转子1、3齿和A相对齐。 2018/3/20 步进电机 A、B相同时通电 A B C A （1）BB 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针 方向转动。 （2）AA 磁场继续对1、3齿有拉力。 所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA 通电， 转子转了15°。 2018/3/20 C B 步进电机 B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15?。 A B C B A C 总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六 拍，步距角为15?。 2018/3/20 步进电机 三、三相双三拍 三相绕组的通电顺序为： AB ? BC ? CA ? AB 共三拍。 A B C A C B B C A C B A AB通电 BC通电 2018/3/20 步进电机 A B C C B A 工作方式为三相双三拍 时，每通入一个电脉冲 ，转子也是转30?，即 ?S = 30?。 CA通电 以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三 相单三拍稳定，因此较常采用。 2018/3/20 步进电机 步距角 步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。 360? ?S ? Zr N 如：Zr=40 , N:一个周期的运行拍数,即通电状态 循环一周需要改变的次数 Zr：转子齿数 360 ? N=3 时 ? S ? ? 3? 40 ? 3 1 单拍制 m:相数 k= 2 双拍制 2018/3/20 拍数：N=km 步进电机 转 速 每输入一个脉冲，电机转过 360? ?S ? Zr N 即转过整个圆周的1/(ZrN）, 也就是1/(ZrN）转 因此每分钟转过的圆周数，即转速为 60 f 60 f ? 360? ? s n? ? ? f Zr N 360?Z r N 6? (r / min) 步距角一定时，通电状态的切换频率越高，即脉冲频率越高 时，步进电动机的转速越高。脉冲频率一定时，步距角越大 、即转子旋转一周所需的脉冲数越少时，步进电动机的转速 越高。 2018/3/20
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