步进电机结构及工作原理6 19 25
25页1、步进电动机 步进电动机是一种把电脉冲信号转换成机械角位移的控制电机,常作为数字控制系统中的执行元件。,以反应式为例说明步进电机的结构和工作原理,通常按励磁方式分为三大类:,1)反应式: 转子为软磁材料,无绕组,定、转子开小齿、步距角小。 2)永磁式: 转子为永磁材料,转子的极数=每相定子极数,不开小齿,步距角较大,力矩较大 3)永磁感应(混合式): 转子为永磁式、两段,开小齿,转矩大、动态性能好、步距角小,但结构复杂,成本较高。,步进电动机的种类,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。以三相为例其定子和转子上分别有六个、四个磁极 。,定子,转子,定子绕组,13.7.1 步进电动机结构,步进电动机结构简图,步进电机内部结构,定子的六个磁极上有控制绕组,两个相对的磁极组成一相。,注意:这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进机通的是直流电脉冲,这主要是指线路的联接和组数的区别。,IA,IB,IC,13.7.2 工作原理,三相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
2、序为:,(3)工作过程,A 相通电,A 方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度,则在磁场的作用下,转子被磁化,吸引转子,使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小,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。,A相通电,B相通电,C相通电,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。,正转:,二、三相单双六拍,三相绕组的通电顺序为: AABBBCCCAA 共六拍。,工作过程:,A相通电,转子1、3齿和A相对齐。,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。,(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。,A、B相同时通电,(2)AA 磁场继续对1、3齿有拉力。,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。,B相通电,转子2、4齿和B相对齐,又转了15。,13.7 步
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