项目五：步进电机典型教案

1、教 案课题序号授课班级授课时间2授课形式讲授、多媒体课件及实操演示授课章节名 称plc对步进电机的控制（一）教学目的1、 了解步进电机的结构组成和种类。2、 了解步进电机的工作原理。3、 熟悉tvt2000g步进电机的相关接线4、 掌握松下f172指令的使用方法5、 掌握用松下plc对步进电机的控制教学重点步进电机的工作原理及f172指令的使用方法教学难点f172指令的使用方法更新、补充、删节内容无课外作业复习f172指令并预习f171指令教学后记教学过程及时间分配主要教学内容及步骤复习导入：（4分钟） 导入新课：（1分钟）开始新课：（35分钟）课堂小结：（3分钟）上节课我们学习了如何实现tv

2、t2000g的机械手控制。现在我请大家回忆一下上节课的内容，之后看一下以下题目，我将请几位同学回答。1、 1、什么叫顺序控制？顺序控制分几种？2、 2、如何运用时间顺序控制思想实现机械手的控制？今天我们要学习的元件在当今办公自动化、工业自动化和电信设备中应用广泛，还被用于数控机床、软磁盘、硬磁盘的磁头驱动系统中。这就是步进电动机。请看屏幕，这是几种步进电动机的实物图。下面我们来详细了解一下步进电动机及如何运用plc实现步进电机的控制。一、步进电动机的组成和种类：1、 步进电动机的结构组成：由定子和转子两大部分组成。（1）定子：由硅钢片叠成，有一定数量的磁极和绕组。（2）转子 用硅钢片叠成或用软

3、磁性材料做成凸极结构。2、步进电动机的种类：激磁式转子有绕组。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：（如图）以小步距角步进电动机为例。（1）定子：电动机的定子上有6个等分的磁极：a、a、b、b、c、c。相邻两个磁极间夹角为60。相对的两个磁极组成一相。当某一绕组有电流通过，则该绕组的两磁极立即形成n极和s极。每个磁极上各有5个均匀分布的矩形小齿。（2）转子：转子没绕组。有40个距形小齿均匀分布在圆周上。当定子某相绕组通电时，对应的磁极产生磁场，和转子形成磁路。2、工作原理： 齿距：设转子的齿数为z，则齿距为=360/z。（设z为40

4、，则为9） 错位：当a相的定子齿和转子齿对齐，若以此为初始状态，设与a相磁极中心对齐的转子齿为0号齿，由于b相磁极与a相磁极差120，且120/9=13（1/3），不为整数，所以转子齿不能与b相定子齿对齐，只有13号小齿靠近b相磁极的中心线，与中心线相差3。转动的根本原因：如果定子的小齿和转子的小齿没对齐，这时突然变为b相通电，而a、c相不通电，则在磁场的作用下，b相磁极迫使转子转动一定的角度即3，使转子齿和定子齿对齐。此时，称电动机走了一步。错齿是促使步进电动机旋转的根本原因3、 步距角：当定子绕组按abca顺序轮流通电时，转子就沿顺时针方向一步一步地转动，各相绕组轮流通电一次，转子就转动一

5、个齿距。磁阻式步进电动机的步距角用公式表示为：qs=360/nzr3、 步进电机控制的相关接线dc+电源 脉冲y0dc- 地线 方向4、 f172指令的使用方法介绍1、 f172（plsh）脉冲输出控制指令（jog控制：带通道指定）说明：根据参数表的设置，从指定通道（ch0或ch2）输出脉冲。程序示例：该程序的运行情况为：当相关控制标志为off并且执行条件(触发器)变成on时, 从指定的通道(ch0或者ch2)输出脉冲。在执行条件为on的状态下持续输出脉冲。 “s”参数定义（脉冲输出控制）2、参数介绍指令中的“s”为参数表存储区的起始地址；指令中的“n”用于指定输出脉冲的通道（n：k0或k2）

6、。 控制代码含义（脉冲输出控制）频率范围用k值表示。频率范围1.5hz到9.8khz对应k1到k9800(单位:hz)，最大误差在9.8khz时约-0.9khz，k1对应1.5hz。频率范围48hz到100khz对应k48到k100000(单位:hz)，最大误差在100khz时约-3khz。频率范围191hz到100khz对应k191到k100000(单位:hz)，最大误差在100khz时约-0.8khz。注意事项： 通过在控制代码中指定加计数或者减计数,可将该指令作为jog操作指令。 该指令允许在每个扫描周期内改变脉冲频率, 也可以在不同时间修改目标值。但是在指令执行的过程中, 不能改变控制代码。5、 实训课题 plc