计算机控制技术步进电机工作原理

•一、步进电动机的组成和种类•二、步进电动机的工作原理•三、步进电动机的控制方法步进电机工作原理步进电动机•步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转换成角位移。•步进电机具有快速启停、精确步进及直接接收数字信号控制的特点，因此，它在需要精确定位控制的场合中得到了广泛的应用。一、步进电动机的组成和种类1、步进电动机的结构组成：步进电机组成定子转子——由硅钢片叠成,有一定数量的磁极和绕组——用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构2、步进电动机的种类：励磁式——转子有绕组反应式——转子无绕组混合式（永磁感应子式）——转子无绕组有磁钢二、步进电动机的工作原理1、结构分析定子转子2、工作原理步进电动机结构原理图齿距角：相邻两齿的夹角.设转子的齿数是Z，则齿距角为τ=360°/Z设Z为40，则τ为9°齿距角步距角——绕组每通电一次（即运行一拍），转子就走一步，即转过一定的角度。步距角如：Zr=40,N=3时3340360Smzk360m—定子的相数；z—转子的齿数；k—通电方式系数，单拍制时k=1,双拍制时k=2。电机转动的工作原理总结：错齿是步进电动机旋转的根本原因1）单三拍工作方式•为了使步进电机顺向旋转，对于原理图来说，就是顺时针步进，各相磁极的通电顺序如下：单三拍工作时各相的脉冲电压、电流波形3.三相步进电机工作方式2）双三拍工作方式每次都是两相通电，控制电流切换3次，磁场旋转一周，转子移动一个齿距位置，则称为双三拍工作方式。采用双三拍工作方式时，各相磁极的通电顺序和转换情况如下：双三拍工作方式中，要求电源所提供的功率比较大。•3）六拍工作方式•六拍工作方式就是把单三拍和双三拍结合起来的一种工作方式。六拍工作方式比单三拍或双三拍的步进精度高出一倍。六拍工作方式时各相的脉冲电压、电流波形工作方式单三拍双三拍六拍步进周期TWTWTW每相通电时间TW2TW3TW进齿周期3TW3TW6TW相电流小较大最大转矩差一般优表2步进电动机3种工作方式的比较三、步进电动机的控制方法计算机控制的步进电机控制系统组成计算机通过输出接口,按一定的规则输出脉冲控制信号,经驱动电路放大后,分别作用在步进电机的每一相上,步进电机就会按预定的方向和步进速度工作.正向旋转通电顺序：A—B—C—A反向旋转通电顺序：A—C—B—A以单三拍为例：步进电机控制系统的组成小结：•步进电动机由定子和转子两大部分组成。•错齿是促使步进电动机旋转的根本原因。•每运行一拍，转子就转过一个步距角。•磁场旋转一周，转子转过一个齿距角。•步进电机旋转方向和内部绕组的通电顺序有关