计算机控制技术课件-3.4 数字控制技术(四).pptVIP

②当开关A断开，B接通，由于B相绕组和转子的1、3号齿之间的磁力线作用，产生一个扭矩，使得转子的1、3号齿和B相磁极对齐，则转子的0、2号齿就和A、C相绕组磁极形成错齿状态。 3.3.2 步进电机的工作原理 ③开关B断开，C接通，由于C相绕组和转子0、2号之间的磁力线的作用，使得转子0、2号齿和C相磁极对齐，这时转子的1、3号齿和A、B相绕组磁极产生错齿。 3.3.2 步进电机的工作原理 ④ 当开关C断开，A接通后，由于A相绕组磁极和转子1、3号齿之间的磁力线的作用，使转子1、3号齿和A相绕组磁极对齐，这时转子的0、2号齿和B、C相绕组磁极产生错齿。 很明显，此时转子移动了一个齿距角。 3.3.2 步进电机的工作原理 如果对一相绕组通电的操作称为一拍，那对A、B、C三相绕组轮流通电需要三拍。 对A、B、C三相轮组轮流通电一次称为一个周期。 齿距角和步距角： 对于步进电机，如果它的转子齿数为Z，它的齿距角θZ为 θZ=2π／Z=360°/Z 而步进电机运行N拍可使转子转动一个齿距位置，故步进电机的步距角θ可以表示如下 θ=θZ／N=360°/(NZ) 其中：N是步进电机工作拍数，Z是转子的齿数。 3.3.2 步进电机的工作原理 1. 单三拍工作方式：单三拍就是每次只给一个线组通电， 其余的绕组断开。 ①绕组的通电顺序： A→B→C→A→… ②电压波形 步进电机是由脉冲控制的，而脉冲是由计算机控制的。 3.3.3 步进电机的工作方式 2．双三拍工作方式 ①绕组的通电顺序： AB BC CA ②电压波形 3.3.3 步进电机的工作方式 国家级精品课程《计算机控制技术》 第13讲第3章 数字控制技术（四） 3.3 多轴步进驱动控制技术（一） 3.3.1 步进电机的分类 3.3.2 步进电机的工作原理 3.3.3 步进电机的工作方式 3.3.4 步进电机控制接口及输出字表 在这里，数控机床的驱动元件是步进电机。 步进电机是靠脉冲来驱动的，也称脉冲电机 。 数控系统的工作站或刀具总移动步数取决于指令脉冲的总数，而刀具移动的速度则取决于指令脉冲的频率。 步进电机：给一个脉冲电机转一下。它是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电式数模（D／A）转换器。 3.3.1 步进电机的分类 步进电机的分类方法很多。按力矩产生的原理，分为反应式和励磁式。 励磁式的定子和转子均有励磁绕组，由它们之间的电磁力矩实现步进运动。 有的励磁式电机转子无励磁绕组，而是由永久磁铁制成，转子有永久磁场，通常把这样的步进电机称为混合式步进电机。 混合式步进电机具有步距较小、有较高的启动和运行频率、消耗功小、效率高、不通电时有定位转矩、不能自由转动等特点，广泛应用于机床数控系统、打印机、硬盘机等数控装置中。 3.3.1 步进电机的分类 反应式的转子中无绕组，由定子磁场对转子产生的感应电磁力矩实现步进运动。 反应式步进电机有较高的力矩转动惯量比，步进频率较高，频率响应快，结构简单。 按照输出力矩大小分为伺服式和功率式。伺服式只能驱动小负载，一般与液压转矩放大器配用，才能驱动机床等较大负载。功率式可以直接驱动较大负载。 3.3.2 步进电机的工作原理 （1）步进电机的结构 步进电机由内转子和定子构成，有三相、四相、五相等等。 定子：定子上有绕组。对于三相电机，有3对磁极，实际上三对磁极分别为A、B、C，通过开关轮流通电。 转子：上面带齿。这里只画了4个齿，（其实一般有几十个齿） （2）工作原理： 对于三相步进电机的SA、 SB、SC这三个开关，每个开关 闭合，就会产生一个脉冲，现 在看工作过程。 ①初始状态时，开关A接通，则A相磁极和转子的0、2号齿对齐，同时转子的1、3号齿和B、C相磁极形成错齿状态。 3.3.2 步进电机的工作原理