步进电机_课件讲解.pptVIP

* 第*页 三、步进电机的驱动 1、驱动电源 专门的驱动电源和步进电动机是一个有机整体，步进电动机的运行性能是电动机及其驱动电源二者配合的综合表现。 驱动电源方框图 * 第*页 变频信号源是一个频率从数十赫兹到几万赫兹左右的连续可变的脉冲信号发生器。 脉冲分配器是由门电路和双稳态触发器组成的逻辑电路，它根据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系加到放大器上，使步进电动机按一定的运行方式运转。 功率放大电路用放大后的信号去驱动步进电动机。环形分配器输出的电流只有几毫安，一般步进电动机需要几个到几十个安培的电流。功放电路种类很多，它们对电机性能的影响也各不相同。通常驱动电源就以功率放大器的型式进行分类。 * 第*页 2、驱动电路 单极性驱动：是一个频率从数十赫兹到几万赫兹左右的连续可变的脉冲信号发生器。 双极性驱动：驱动电路采用H桥结构，效率高特别适合大功率步进电机（1KW）。 高低压驱动：开通和关断时用高电压，缩短电流上升和下降的时间；导通器件采用低电压维持绕组电流。 斩波恒流驱动：采用比较器，使相绕组上的电流基本为一恒定值。 * 第*页 细分控制：步距角再细分至几十甚至百倍，提高进度和运行平稳性。 方法是增加多相绕组同时导电的时间，同时控制各项绕组中电流的大小（一般为阶梯波），不同空间位置的不同合成磁势，转的步距变小。可采用微处理器斩波恒流细分驱动电路。 * 第*页 四、主要性能指标 1.最大静转矩Tjmax---指步进电动机在规定的通电相数下矩角特性上的转矩最大值。绕组电流越大，最大静转矩也越大，通常取负载转矩为： TL=(0.3~0.5)Tjmax 2. 步距角θb ---每输入一个电脉冲信号时转子转过的角度。 步距角大小会直接影响步进电动机的启动和运行频率。步距角小的往往启动及运行频率高，但转速和输出功率不一定高。 3. 静态步距角误差Δθb---实际的步距角与理论的步距角之间的差值，通常用理论步距角的百分数或绝对值来衡量。 静态步距角误差小， 表示电机精度高。 * 第*页 4. 启动频率fq和启动矩频特性 启动频率---指步进电动机能够不失步启动的最高脉冲频率，产品目录一般都有空载启动频率数据。但实际大都要带负载启动。负载启动频率与负载转矩及惯量的大小有关。启动矩频特性---在一定的负载惯量下，启动频率随负载转矩变化的特性，通常以表格或曲线形式给出。 5.运行频率和运行矩频特性 运行频率---步进电动机启动后，控制脉冲频率连续上升而维持不失步的最高频率。运行矩频特性---电机带负载运行时，频率连续上升而维持不失步的频率与负载转矩两者的关系，技术数据通常是以表格或曲线形式表示。 * 第*页 6. 额定电流---电机不动时每相绕组容许通过的电流。当电机运转时，每相绕组通的是脉冲电流，电流表指示的读数为脉冲电流平均值。 7. 额定电压---指加在驱动电源各相主回路的直流电压。一般不等于加在绕组两端的电压。国标规定步进电动机的额定电压为： 单一电压型电源 6、 12、 27、 48、 60、 80 (V) ，高低压切换型电源 60/12、 80/12 (V) 。 * 第*页 思考题与习题 1. 如何控制步进电动机输出的角位移或线位移量， 转速或线速度? 步进电机有哪些可贵的特点? 2. 反应式步进电机与永磁式及感应子式步进电机在作用原理方面有什么共同点和差异? 步进电机与同步电动机有什么共同点和差异? 3. 步进电机有哪一些技术指标? 它们的具体含义是什么? 4. 步进电机技术数据中标的步距角有时为两个数， 如步距1.5°/3°， 试问这是什么意思?  5. 如果一台步进电机的负载转动惯量较大，试问它的启动频率有何变化? 6. 试问步进电机的连续运行频率和它的负载转矩有怎样的关系? 为什么? 7. 为什么步进电动机的连续运行频率比启动频率要高得多? * 第*页 8. 一台四相步进电动机，若单相通电时矩角特性为正弦形， 其幅值为Tjmax， 请 (1) 写出四相八拍运行方式时一个循环的通电次序， 并画出各相控制电压波形图； (2) 求两相同时通电时的最大静态转矩； (3) 分别作出单相及两相通电时的矩角特性； (4) 求四相八拍运行方式时的极限启动转矩。 9. 一台五相十拍运行的步进电动机， 转子齿数ZR=