步進(jìn)電機(jī)伺服電機(jī)工作原理

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1、www.plcworld.cn步進(jìn)電機(jī)伺服電機(jī)工作原理海南風(fēng)光www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第10章控制電機(jī)§10.1概述§10.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10.2.1結(jié)構(gòu)10.2.2工作方式10.2.3小步距角的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)§10.3伺服電動(dòng)機(jī)10.3.1交流伺服電動(dòng)機(jī)10.3.2直流伺服電動(dòng)機(jī)www.plcworld.cnwww.plcworld.cn§10.1概述前面介紹的異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等都是作為動(dòng)力使用的，其主要任務(wù)是能量轉(zhuǎn)換，例如將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。本章介紹控制電機(jī)?？刂齐姍C(jī)的主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號(hào)。如：伺服機(jī)將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換

2、為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；步進(jìn)機(jī)將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。對(duì)控制電機(jī)的主要要求：動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體積小、運(yùn)行可靠、耗電少等?？刂齐姍C(jī)的種類很多，本章主要介紹步進(jìn)機(jī)、伺服機(jī)。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn§10.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)理：步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。特點(diǎn)：(1)來(lái)一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。(2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。(3)改變脈沖順序，改變方向。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn種類：有勵(lì)磁式和反

3、應(yīng)式兩種。兩種的區(qū)別在于勵(lì)磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁線圈，反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有勵(lì)磁線圈。應(yīng)用：步進(jìn)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。如：在數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)繪圖儀等設(shè)備中都得到應(yīng)用。下面以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn10.2.1結(jié)構(gòu)步進(jìn)機(jī)主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成，其上分別有六個(gè)、四個(gè)磁極。定子繞組定子轉(zhuǎn)子www.plcworld.cnwww.plcworld.cnAIA定子轉(zhuǎn)子ICIBBC定子的六個(gè)磁極上有控制繞組，兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相。注意：這里的相和三相交流電中

4、的“相”的概念不同。步進(jìn)機(jī)通的是直流電脈沖，這主要是指線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn10.2.2工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。一、三相單三拍（1）三相繞組聯(lián)接方式：Y型（2）三相繞組中的通電順序?yàn)椋篈相?B相?C相通電順序也可以為：A相?C相?B相www.plcworld.cnwww.plcworld.cn（3）工作過(guò)程A相通電，A方向的磁AB'C'通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回142路。若轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)軸線3BCA'方向原有一定角度，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子

5、的位置力圖使通電相磁被磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊停止轉(zhuǎn)動(dòng)。A相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和AA'對(duì)齊。www.plcworld.cnwww.plcworld.cnAAB'C'B'C'14412332CBCBA'A'同理，B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對(duì)齊，相對(duì)A相通電位置轉(zhuǎn)30?；C相通電再轉(zhuǎn)30?。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相單三拍。三相單三拍的特點(diǎn)：（1）每來(lái)一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)30?。此角稱為步距角，用?S表示。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向

6、取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn二、三相單雙六拍三相繞組的通電順序?yàn)椋篈?AB?B?BC?C?CA?A共六拍。工作過(guò)程：AB'C'1423BCA'A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和A相對(duì)齊。www.plcworld.cnwww.plcworld.cnA、B相同時(shí)通電AB'C'142C3BA'（1）BB'磁場(chǎng)對(duì)2、4齒有磁拉力，該拉力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。（2）AA'磁場(chǎng)繼續(xù)對(duì)1、3齒有拉力。所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對(duì)AA'通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15°。www.plcworld.cnww

7、w.plcworld.cnB相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相對(duì)齊，又轉(zhuǎn)了15?。AB'C'1423CBA'總之，每個(gè)循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為15?。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn三、三相雙三拍三相繞組的通電順序?yàn)椋篈B?BC?CA?AB共三拍。AAB'C'B'C'1414232C3BCBA'A'AB通電BC通電www.plcworld.cnwww.plcworld.cnAB'C'14工作方式為三相雙三2C3B拍時(shí)，每通入一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子也是轉(zhuǎn)A'30?，即?=30?。SCA通電以上三種工作方式，三相雙三拍和

8、三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。www.