文档介绍：第3章步进电动机及其控制 Stepping Motors
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特种电机及其控制
步进电动机的结构与工作原理
机理:步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲信号
转换成线位移或角位移的电机。每来一个
电脉冲,电机转动一个角度,带动机械移
动一小段距离。
特点:(1)给一个脉冲,转一个步距角。
(2)控制脉冲频率,可控制电机转速。
(3)改变脉冲顺序,改变转动方向。
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特种电机及其控制
以反应式为例说明步进电机的结构和原理
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、步距小。应用最广。
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)感应子式(混合式): 转子为永磁式、两段,开小齿,混合反应式与永磁式优点: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:
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特种电机及其控制
步进电动机结构
反应式步进电机
特点
定转子开小齿
定转子均为软磁材料
小步距
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特种电机及其控制
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,其上分别有六个、四个磁极。
定子
转子
定子绕组
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特种电机及其控制
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。
A
B
C
定子
转子
IA
IB
IC
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特种电机及其控制
永磁式步进电机结构
特点
转子磁极为永磁材料
定子每极相数等于转子极数
不开小齿,大步矩、大力矩
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特种电机及其控制
混合式步进电机(Hybrid)结构
特点:转子永磁、两极,定转子均开小齿,混合二者优点。
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特种电机及其控制
工作方式
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序为:
A 相 B 相 C 相
通电顺序也可以为:
A 相 C 相 B 相
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特种电机及其控制
(3)工作过程
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,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
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
C
A'
B
B'
C'
A
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特种电机及其控制