步进电机实验指导书.docVIP

8-2 步进电机实验 一、概述 步进电机又称脉冲电机，是数字控制系统中的一种重要的执行元件，它是将电脉冲信号变换成转角或转速的执行电动机，其角位移量与输入电脉冲数成正比；其转速与电脉冲的频率成正比。在负载能力范围内，这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因素的影响，还可在很宽的范围内实现调速，并能快速启动、制动和反转。随着数字技术和电子计算机的发展，使步进电机的控制更加简便，灵活和智能化。现已广泛应用于各种数控机床、绘图机、自动化仪表、计算机外设，数模转换等数字控制系统中作为执行元件。因此在高校、职大、中专等电机实验中开设步进电机实验，让学生更好的掌握其原理、主要特性及实验方法是非常必要的。 二、简介 RTDJ17步进电机实验装置由步进电机智能控制箱和步进电机实验装置两部分组成。 （一）步进电机智能控制箱 本控制箱用以控制步进电动机的各种运行方式，它的各种控制功能是由单片机来实现的。通过键盘的操作和不同的显示方式来确定步进电机制运行状况。本装置可适用于三相、四相、五相步进电动机各种运行方式的控制。因实验装置仅提供三相反应式步进电动机，故控制箱只提供三相步进电动机的驱动电源。 面板示意图 输入脉冲频率显示器：连续运行时用于显示输入驱动板的CP脉冲频率。 步进电机运行状态显示器：操作键盘用于指示各种设定状态，电机运行状态下用于指示各种运行状态。 脉冲指示灯：当某一相有脉冲时对应指示灯亮，表示此相有脉冲输入。 键盘：用于步进电机各种运行状态的设定和系统的复位等。 脉冲观测孔：当某一相有脉冲时对应信号为高电平。 脉冲输出孔：接好电机时当某一相有脉冲时对应相有电流流过，使用时接步进电机各对应相。 48伏直流电源输出：此处提供一直流电源，最低输出为48伏。 电源开关：系统电源总开关。 把手固定孔。 面板固定孔。 48V电源保险：0.5A。 系统电源总保险：0.5A。 2、技术指标 最高运行频率：1024Hz 工作条件：供电电源 AC220±10%，50Hz 工作温度 -10℃～+40℃ 储存温度 -20℃～+60℃ 相对湿度 ＜85％RH 25℃ 海拔高度 ＜4000 m 其他要求 避免剧烈振动、敲击，周围空气无酸、碱、盐等腐蚀性气体。 重量： 7.5Kg 3、功能： 单步运行、连续运行和预置步数运行； 三相步进电机的单三拍、双三拍及三相六拍运行； 步进电机的可逆运行； 可扩展四相、五相步进电机实验。 4、使用说明 （1）开启电源开关，面板上的脉冲频率显示器将显示“0”；运行状态指示器进入动态自检过程显示：“— — — — — — — — — — — — — — — ”，而后显示停在“可控运转”与“固定频率连续运转”选择界面“S E t . . .”处。此时有如下两种选择： A：按“数位”进入“可控运转”状态并显示系统初态“–1 3 –”即单步正转三相单三拍控制方式。各按键功能说明如下： 功能键：手动单步运行方式和连续运行方式选择，“—”代表单步运 行方式，“—3000”代表连续运行方式。 拍数键：单三拍、双三拍、三相六拍等运行方式的选择。“一”代表单三拍，“二”代表双三拍，“三”代表三相六拍。 相数键：电机相数（三相、四相、五相）的选择。“3”、“4”、“5”分别代表三相、四相、五相步进电动机。 转向键：电机正反转选择。“—1”代表正转，“1—”代表反转。 数位键：预置步数的数据位设置。小数点循环指示。 数据键：预置步数位的数据设置。0~9循环显示。 执行键：执行当前运行状态。 复位键：由于意外原因导致系统死机时可按此键，返回系统初态。 B：按“数据”进入“固定频率连续运转”状态并显示系统初态“. . . . .”。此时按下“运行”键电机按1024Hz的脉冲频率连续运转，再按下“运行”键电机停止运转。此状态下其他按键无效。 （二）步进电机实验装置 该装置系统由步进电动机、刻度盘、指针以及弹簧测矩机构组成。 1、步进电动机技术数据 型号55BF004-Ⅱ 相数：三相 每相绕组电阻：46Ω 每相静态电流：0.5A 直流励磁电压：30V 2、装置结构 （1）本装置已将步进电动机紧固在实验架上，步进电动机的绕组已按星形（“V”形）接好并已将四个引出线接在装置的四个接线端上。运行时只需将这四个接线端与智能控制箱的对应输入端相连接即可。 （2）步进电动机转轴上固定有红色指针及力矩测量盘，底面是刻度盘（刻度盘的最小分度为1度）。 （3）本装置门形支架的上端，装有定滑轮和一固定支点（采用卡簧结构），50N的弹簧秤连接在固定支点上；另一个50N的弹簧称通过丝线与定滑轮、测量盘、棘轮机构等连接。装置的下方设有棘轮机构。整套系统由丝绳把棘轮机构、定滑轮、弹簧秤、力距测量盘等连接起来构成一套完整的力距测量系统。 三