第六章节1章节.pptVIP

1、步进电机的种类 2、步进电机型号 工作过程 * * 下面简单介绍伺服系统设计的一般步骤和方法： * 当第一个脉冲通入A相时，磁通企图沿着磁阻最小的路径闭合，在此磁场力的作用下，转子的1、3齿要和A级对齐。当下一个脉冲通入B相时，磁通同样要按磁阻最小的路径闭合，即2、4齿要和B级对齐，则转子就顺逆时针方向转动一定的角度 * 图5-5 反应式三相步进电动机原理图 （1）A 相通电：转子1、3齿被磁极A 吸住，1、3齿与A 相的两个磁极对齐，使该相的导磁最大。 （2）A相断电，B相通电：A上磁场消失，B产生磁场，把离它最近的2、4齿吸引过去，转子逆时针转动30° （3）B相断电，C 相通电：同理1、3齿与C 对齐，转子逆时针转过30° （4）C相断电，A相通电：2、4齿与A相对齐，转子逆时针转过30°， * 在两相同时通电时，如A 、B两相，则B相磁极和A相磁极分别吸引２、４齿和１、３齿，而且当转子与A相磁极位置转到A 、B相磁极中间位置之前，B相的磁拉力始终大于A相的磁拉力。只有转子转至A 、B相中间位置时，二相拉力才平衡，电机转才停止转动。∴ * * ①角位移：与脉冲个数成正比，它受脉冲信号的控制，没输入一个脉冲，改变一次绕组的通电状态，电机转过一步（——步距角）。 ② 转向：通电顺序，改变绕组的通电顺序，转子的旋向随之改变。 ③ 速度：脉冲频率，决定绕组通电状态的变化频率→转子的转速。 ④ 制动（定位）：一旦停止送入脉冲，只要保持控制绕组电流不变，电动机可以保持在其固定位置，不需要机械制动。 * 一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 （3）效率低： （4）没有过载能力： * 在两相同时通电时，如A 、B两相，则B相磁极和A相磁极分别吸引２、４齿和１、３齿，而且当转子与A相磁极位置转到A 、B相磁极中间位置之前，B相的磁拉力始终大于A相的磁拉力。只有转子转至A 、B相中间位置时，二相拉力才平衡，电机转才停止转动。∴ * 在两相同时通电时，如A 、B两相，则B相磁极和A相磁极分别吸引２、４齿和１、３齿，而且当转子与A相磁极位置转到A 、B相磁极中间位置之前，B相的磁拉力始终大于A相的磁拉力。只有转子转至A 、B相中间位置时，二相拉力才平衡，电机转才停止转动。∴ * 1.惯性小、动力大，较小的惯性和较大的输出功率以使伺服系统具有良好的快速响应能力和足够负载能力。 2.体积小、重量轻，便于安装及与机械系统联接，使系统结构紧凑。 3.便于计算机控制。 4.成本低、可靠性好，便于安装和维修。 * ①角位移：与脉冲个数成正比，它受脉冲信号的控制，没输入一个脉冲，改变一次绕组的通电状态，电机转过一步（——步距角）。 ② 转向：通电顺序，改变绕组的通电顺序，转子的旋向随之改变。 ③ 速度：脉冲频率，决定绕组通电状态的变化频率→转子的转速。 ④ 制动（定位）：一旦停止送入脉冲，只要保持控制绕组电流不变，电动机可以保持在其固定位置，不需要机械制动。 重点和难点：开环伺服系统的原理与设计。 定子有三对磁极 A-A，B-B，C-C，若转子有40个齿，则转子的齿距角为：360o/40=9o。 定子每相磁极有5个齿，其齿距宽度与转子一样，则相邻两个齿的夹角必定是9° 。 当A相磁极与转子的齿对齐时，即定子齿与转子齿对齐时，磁导率最大，磁阻最小，就会产生右图所示的B、C相磁极错齿情况： 在B相磁极中心线上应是m号齿：m=120/9=13…3 °。显然，B相磁极中心线是转子的第13个齿再过 3°的地方，即B相磁极的齿与转子齿相差3°。 同理，C相磁极中心线上应是n号齿：n= 240/9=26…6 °。即C相磁极中心线是转子的第26个齿再过6°的地方，换而言之，C相磁极的齿与转子齿相差6° 按系统组成元件的性质：电气伺服系统、液压伺服系统和电气—液压伺服系统、电气—气动伺服系统等； 按系统输出量的物理性质：速度或加速度伺服系统和位置伺服系统等； 按从系统中所包含的元件特性和信号作用特点：模拟式伺服系统和数字式伺服系统； 按系统结构特点：单回路伺服系统、多回路伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。 点位控制系统为了提高效率并保证精度，一般采用快速移动、低速趋近——当其接收指令时，驱动执行机构以尽可能快的速度移动，在接近终点时，逐步减速，最终以慢速趋向终点。以减少行程时间，减少惯性过冲以及电器动作延时引起的误差。 随着系统功能的扩大和控制坐标轴数的增加，系统愈加复杂，价格也愈昂贵。航天、航空工业上常用的三坐标、五坐标测量机都采用连续控制系统。 这种系统主要采用步进电机作为驱动元件。步进电机每接收一个指令脉，电机轴就转动相应的角度，驱动工作台移动。 开环系统的最高移动速度受到步进电机频率特性的限制，精度完全取决于电机