步进电机-课件.学习资料

1、11.3 11.3 步进电动机步进电动机11.3 11.3 步进电动机步进电动机 步进电动机（脉冲电动机）步进电动机（脉冲电动机）- -将脉冲电信号变换将脉冲电信号变换(binhun)(binhun)为相应的角位移或直线位移的电机，即给一个为相应的角位移或直线位移的电机，即给一个脉冲电信号，电动机就转动一个角度或前进一步，角位移与脉冲电信号，电动机就转动一个角度或前进一步，角位移与脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，转向与各相绕组的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，转向与各相绕组的通电方式有关。通电方式有关。 特点：在负载能力范围内不因电源电压、负载大小、环特点：在负载能力范围内不因电源电压

2、、负载大小、环境条件的波动而变化；适用开环系统中作执行元件，使控制境条件的波动而变化；适用开环系统中作执行元件，使控制系统大为简化；步进电动机可在很宽的范围内通过改变脉冲系统大为简化；步进电动机可在很宽的范围内通过改变脉冲频率调速；能够快速启动、反转和制动。很适合微型机控制，频率调速；能够快速启动、反转和制动。很适合微型机控制，是数字控制系统中的一种执行元件。是数字控制系统中的一种执行元件。 2022-7-21第一页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 应用：数控机床、绘图机、应用：数控机床、绘图机、 轧钢机、记录仪等方面。轧钢机、记录仪等方面。 基本要求：基本要求：(1)(1

3、)能迅速能迅速(xn s)(xn s)启动、正反转、停转，在很宽启动、正反转、停转，在很宽的范围内调速；的范围内调速；(2)(2)要求一个脉冲对应的位移量小，步距小精度要求一个脉冲对应的位移量小，步距小精度高，不得丢步或越步；高，不得丢步或越步；(3)(3)输出转矩大，直接带负载。输出转矩大，直接带负载。 分类：按励磁方式分为反应式、分类：按励磁方式分为反应式、 永磁式和感应子式。永磁式和感应子式。 反应反应式步进电动机用得多，式步进电动机用得多， 结构简单，结构简单， 故着重讲述。故着重讲述。 2022-7-22第二页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机一、工作一、工作(gn

4、gzu)原原理和特点理和特点 1 1、结构、结构 定子铁心由硅钢片叠成，定子铁心由硅钢片叠成，定子有定子有8 8个磁极个磁极( (大齿大齿) )，磁极，磁极上有小齿。有上有小齿。有4 4套定子控制绕套定子控制绕组组(roz)(roz)，绕在径向相对的，绕在径向相对的磁极上的绕组磁极上的绕组(roz)(roz)为一相。为一相。转子由叠片铁心构成，沿圆转子由叠片铁心构成，沿圆周有很多小齿。定子磁极和周有很多小齿。定子磁极和转子上小齿的齿距必须相等。转子上小齿的齿距必须相等。四相反应式步进电动机四相反应式步进电动机2022-7-23第三页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 2 2、

5、工作原理、工作原理 反应式步进电机是利用凸极转子横轴磁阻与直轴磁反应式步进电机是利用凸极转子横轴磁阻与直轴磁阻之差所引起的反应转矩而转动的。以三相反应式步进电机为阻之差所引起的反应转矩而转动的。以三相反应式步进电机为例例-定子定子6 6极不带小齿，每两个极不带小齿，每两个(lin )(lin )相对的极上绕有一相相对的极上绕有一相控制绕组，转子控制绕组，转子4 4个齿，齿宽等于定子的极靴宽。个齿，齿宽等于定子的极靴宽。 三相单三拍运行三相单三拍运行 三相三相-指步进电机具有三相定子绕组；指步进电机具有三相定子绕组； 单单-指每指每次只有一相绕组通电；三拍次只有一相绕组通电；三拍-指三次换接为一

6、个循环，即按指三次换接为一个循环，即按A - A - B - C - A B - C - A 方式运行的称为三相单三拍运行。方式运行的称为三相单三拍运行。2022-7-24第四页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 当A相通电B、C相不通电时，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，转子齿1和3的轴线与定子A极轴线对齐。同理断开A接通B时、断开B接通C转子转过30。按ABCA接通和断开控制(kngzh)绕组转子就连续转动。转速取决于控制(kngzh)绕组通、断电的频率，转向取决于通电的顺序。三三相相单单三三拍拍运运行行2022-7-25第五页，共39页。11.3 11.3 步进电

7、动机步进电动机 三相六拍运行三相六拍运行 供电方式是供电方式是AABBBCCCAA ，共有，共有 6 种通种通电状态，每一循环换接电状态，每一循环换接 6 次，这次，这 6 种通电状态中有时只有一相绕组种通电状态中有时只有一相绕组通电通电(如如A相相)即单拍，有时有两相绕组同时通电即单拍，有时有两相绕组同时通电(如如A相和相和B相相)即双即双拍，故称三相单、双六拍。拍，故称三相单、双六拍。 图表示按这种方式对控制图表示按这种方式对控制(kngzh)绕绕组供电时转子位置和磁通分布的图形。组供电时转子位置和磁通分布的图形。2022-7-26第六页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机

8、三相六拍运行三相六拍运行(ynxng)(1)(ynxng)(1) (a) A (a) A相通电；相通电； (b) A (b) A、 B B相通电；相通电；2022-7-27第七页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机三相六拍运行三相六拍运行(ynxng)(2) (ynxng)(2) (c) B (c) B相通电；相通电； (d) B (d) B、C C相通电相通电2022-7-28第八页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 三相双三拍运行三相双三拍运行 通电方式通电方式ABBCCAABABBCCAAB，转过，转过30 30 。 四相步进电机四相步进电机 四相八拍四

9、相八拍- -通电方式通电方式A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A ，与三相，与三相步进电动机道理一样，当步进电动机道理一样，当A A相通电转到相通电转到A A、 B B两相同两相同(xin tn)(xin tn)时时通电时，定、转子齿的相对位置变为转子按顺时针方向只转过通电时，定、转子齿的相对位置变为转子按顺时针方向只转过1/81/8齿齿距角，即距角，即0.90.9。 四相双四拍四相双四拍- -通电方式通电方式AB-BC-CD-DA-AB AB-BC-CD-DA-AB 步距角与四相单步距角与四相单四拍运行时一样为四拍运行时一样为1/41/4齿距

10、角，即齿距角，即1.81.8。 2022-7-29第九页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机A A相通电时定、相通电时定、 转子转子(zhun z)(zhun z)齿的相对位置齿的相对位置A A、 B B两相通两相通(xingtng)(xingtng)电时定、电时定、 转子齿的相对位置转子齿的相对位置2022-7-210第十页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 3 3、基本特点、基本特点 (1) (1) 步进电动机工作时，每相绕组由专门驱动电源通过步进电动机工作时，每相绕组由专门驱动电源通过“环形分配器环形分配器”按一定规律轮流按一定规律轮流(lnli)(ln

11、li)通电。如三相双三拍通电。如三相双三拍运行的环形分配器输入是一路，输出有运行的环形分配器输入是一路，输出有A A、B B、C C三路。若开始三路。若开始是是A A、B B这两路有电压，输入一个控制脉冲后就变成这两路有电压，输入一个控制脉冲后就变成B B、C C这两路这两路有电压，再输入一个脉冲变成有电压，再输入一个脉冲变成C C、A A这两路有电压，再输入一个这两路有电压，再输入一个电脉冲变成电脉冲变成A A、B B这两路有电压了。环形分配器输出的各路脉冲这两路有电压了。环形分配器输出的各路脉冲电压信号，经过各自的放大器放大后送入步进电动机的各相绕电压信号，经过各自的放大器放大后送入步进电

12、动机的各相绕组，使步进电动机一步步转动。组，使步进电动机一步步转动。2022-7-211第十一页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机控制控制(kngzh)方框图方框图三相双三拍运三相双三拍运行行(ynxng)各相控制电压各相控制电压波形波形电电路路图图2022-7-212第十二页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 (2)步距角-每输入(shr)一个脉冲电信号转子转过的角度，用b表示。当电机按四相单四拍运行-A-B-C-D-A 顺序通电时，换接一次绕组，转子转过的角度为1/4齿距角；转子需要走4步，才转过一个齿距角。当四相八拍运行-A-AB-B-BC-C-CD-

13、D-DA顺序通电时，换接一次绕组，转子转过的角度为1/8齿距角；转子需要走8步才转过一个齿距角。齿距角-转子相邻两齿间的夹角，用t表示。RtZ360NZNRtb360ZRZR为转子为转子(zhun z)(zhun z)齿数，齿数，N N为运行拍数为运行拍数2022-7-213第十三页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 提高工作精度就要求步距角很小。要减小步距角可以增加拍数N；增加相数电源及电机的结构也越复杂。反应式步进电动机一般做到六相，个别也有八相或更多；一台步进电动机有两个(lin )步距角，如1.5/0.75、1.2/0.6、3/1.5等。增加转子齿数ZR，步距角也可减

14、小，所以反应式步进电动机的转子齿数一般是很多；通常反应式步进电动机的步距角为零点几度到几度。2022-7-214第十四页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 (3) (3) 步进电动机可按指令进行角度控制和速度控制。角度控步进电动机可按指令进行角度控制和速度控制。角度控制制-每输入一个脉冲每输入一个脉冲(michng)(michng)，定子绕组就换接一次，定子绕组就换接一次，输出轴就转过一个角度，输出轴转动的角位移量与输入脉冲输出轴就转过一个角度，输出轴转动的角位移量与输入脉冲(michng)(michng)数成正比。速度控制数成正比。速度控制-送入步进电动机的是连送入步进电动

15、机的是连续脉冲续脉冲(michng)(michng)，各相绕组不断地轮流通电，步进电机，各相绕组不断地轮流通电，步进电机连续运转，它的转速与脉冲连续运转，它的转速与脉冲(michng)(michng)频率成正比。每输频率成正比。每输入一个脉冲入一个脉冲(michng)(michng)，转子转过的角度是整个圆周角的，转子转过的角度是整个圆周角的1/(ZRN)1/(ZRN)，因此每分钟转子所转过的圆周数，即转速为：，因此每分钟转子所转过的圆周数，即转速为：min)/(60rNZfnR f f为控制脉冲的频率，转速取为控制脉冲的频率，转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍决于脉冲频率、转子齿数和拍数，而与

16、电压、负载数，而与电压、负载(fzi)(fzi)、温度等因素无关。温度等因素无关。 2022-7-215第十五页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 (4) (4) 步进电机具有自锁能力。当控制电脉冲停止输入，让最后一步进电机具有自锁能力。当控制电脉冲停止输入，让最后一个脉冲控制的绕组继续通直流电时，电机保持在最后一个脉冲控制个脉冲控制的绕组继续通直流电时，电机保持在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置上。步进电动机可以实现停车时转子定位。的角位移的终点位置上。步进电动机可以实现停车时转子定位。 综上所述，步进电动机工作时的步数或转速不受电压波动和负载综上所述，步进电动机工作时的

17、步数或转速不受电压波动和负载变化的影响变化的影响( (允许负载范围内允许负载范围内) )，也不受环境条件，也不受环境条件( (温度、压力、冲击、温度、压力、冲击、振动等振动等) )变化的影响，只与控制脉冲同步，同时它又能按照控制的变化的影响，只与控制脉冲同步，同时它又能按照控制的要求要求(yoqi)(yoqi)，实现启动、停止、反转或改变转速。因此步进电，实现启动、停止、反转或改变转速。因此步进电动机广泛应用于各种数字控制系统中。动机广泛应用于各种数字控制系统中。 2022-7-216第十六页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 二、运行特性二、运行特性 1、矩角特性和静态转矩

18、、矩角特性和静态转矩 当控制脉冲不断送入各相绕组按一定程序轮流当控制脉冲不断送入各相绕组按一定程序轮流(lnli)通电，通电， 步进电动机转子就一步步地转动。当步进电动机转子就一步步地转动。当控制脉冲停止时，如某些相绕组仍通入恒定不变的电控制脉冲停止时，如某些相绕组仍通入恒定不变的电流，转子将固定于某位置保持不动，称为静止状态。流，转子将固定于某位置保持不动，称为静止状态。此时即使有一个小的扰动使转子偏离此位置，磁拉力此时即使有一个小的扰动使转子偏离此位置，磁拉力也能把转子拉回来。对于多相步进电动机，定子控制也能把转子拉回来。对于多相步进电动机，定子控制绕组可以是一相通电，也可以是几相同时通电

19、，下面绕组可以是一相通电，也可以是几相同时通电，下面分别进行讨论。分别进行讨论。2022-7-217第十七页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 单相通电时单相通电时 单相通电时，通电相极下的齿产生转矩，这些齿与转单相通电时，通电相极下的齿产生转矩，这些齿与转子齿的相对位置及所产生的转矩都是相同的，故可以用一子齿的相对位置及所产生的转矩都是相同的，故可以用一对定、转子齿的相对位置来表示转子位置，电机对定、转子齿的相对位置来表示转子位置，电机(dinj)总总的转矩等于通电相极下各个定子齿所产生的转矩之和。的转矩等于通电相极下各个定子齿所产生的转矩之和。 失调角失调角e -e -定

20、子齿轴线与转子齿轴定子齿轴线与转子齿轴线之间的夹角线之间的夹角(ji jio)e(ji jio)e表示为电角表示为电角度。度。 齿距角齿距角t-t-一个齿距对应的电角度则一个齿距对应的电角度则te=2te=2。2022-7-218第十八页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机定、转子定、转子(zhun z)(zhun z)间的作用力间的作用力稳定平衡稳定平衡-当当e=0e=0转子齿轴线和定子转子齿轴线和定子(dngz)(dngz)齿轴线重合，齿轴线重合，T=0T=0。位置静态转矩位置静态转矩-转子偏离转过某一角度时，定、转子齿之间的吸转子偏离转过某一角度时，定、转子齿之间的吸力有

21、了切向分量，而形成转矩力有了切向分量，而形成转矩T T。2022-7-219第十九页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机T=-(IW) 2ZsZRlG1sine (Nm) 步进电动机的矩角特性步进电动机的矩角特性(txng) (txng) 矩角特性矩角特性-步进机步进机产生产生(chnshng)(chnshng)的静态转矩的静态转矩T T随失随失调角调角ee的变化规的变化规律，即律，即T=f(e)T=f(e)曲曲线。线。 其形态近似其形态近似正弦曲线。正弦曲线。 静稳定区静稳定区最大静转矩最大静转矩2022-7-220第二十页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机

22、 多相通电时多相通电时 多相通电时的矩角特性近似地由每相各自通电时的矩角特性多相通电时的矩角特性近似地由每相各自通电时的矩角特性叠加起来求出。叠加起来求出。 以三相步进电机为例。当以三相步进电机为例。当A、 B两相同两相同(xin tn)时通电时时通电时合成矩角特性应为两者相加，合成矩角特性应为两者相加， 即即 TAB =TA+TB=-Tjmaxsine-Tjmaxsin(e-120) =-Tjmaxsin(e-60) 是条与是条与A相矩角特性相距相矩角特性相距120(即即te/3)的正弦曲线。的正弦曲线。 2022-7-221第二十一页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机三相

23、步进电动机两相通电时的转矩三相步进电动机两相通电时的转矩 (a) (a) 矩角特性矩角特性(txng)(txng)； (b) (b) 转矩向量图转矩向量图2022-7-222第二十二页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 2 2、单步运行状态、单步运行状态 指步进电动机仅改变一次通电状态时的运行方式，指步进电动机仅改变一次通电状态时的运行方式， 或或输入脉冲频率非常之低，加第二脉冲之前前一步已经走完的运行输入脉冲频率非常之低，加第二脉冲之前前一步已经走完的运行状态。状态。 空载运行空载运行 通电顺序为通电顺序为ABCAABCA，转子停在，转子停在e=0e=0的位置上，如的位置上

24、，如果此时送入一个控制脉冲，切换果此时送入一个控制脉冲，切换(qi hun)(qi hun)为为B B相绕组通电，矩角相绕组通电，矩角特性就移动一个步距角特性就移动一个步距角ebeb( (等于等于120120) )，跃变为曲线，跃变为曲线B B，e=120e=120就成为新的平衡位置。就成为新的平衡位置。 2022-7-223第二十三页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机空载空载(kn zi)时步进电动机的单步运时步进电动机的单步运行行 2022-7-224第二十四页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 负载运行负载运行 当电机带恒定负载当电机带恒定负载TL时若

25、时若A相通电，转子将停留在失调角相通电，转子将停留在失调角为为ea的位置上，当的位置上，当e=ea时，电磁转矩时，电磁转矩TA(对应对应a点的转矩点的转矩)与与负载转矩负载转矩TL相等，转子处于平衡。送入控制脉冲转换到相等，转子处于平衡。送入控制脉冲转换到B相通相通电，则转子所受的有效转矩为电磁转矩电，则转子所受的有效转矩为电磁转矩TB与负载转矩与负载转矩TL之差，之差，即图上的阴影即图上的阴影(ynyng)部分。转子在此转矩的作用下转过一个部分。转子在此转矩的作用下转过一个步距角步距角120，由，由e=ea转到新的平衡位置转到新的平衡位置e=eb。这样当绕。这样当绕组不断地换接时，电机也不断

26、地作步进运动，步距角仍为组不断地换接时，电机也不断地作步进运动，步距角仍为120电角度。电角度。2022-7-225第二十五页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机负载时步进电动机的单步负载时步进电动机的单步(dn b)运行运行2022-7-226第二十六页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 单步运行时带动的最大负载单步运行时带动的最大负载 电机作单步运行时的矩角特性，图中相邻两状态矩角特性的交电机作单步运行时的矩角特性，图中相邻两状态矩角特性的交点对应的电磁转矩用点对应的电磁转矩用Tq表示。相邻矩角特性的交点所对应的转矩表示。相邻矩角特性的交点所对应的转矩Tq

27、是电机作单步运动所能带动的极限负载，也称为是电机作单步运动所能带动的极限负载，也称为(chn wi)极限极限启动转矩。实际电机所带的负载转矩启动转矩。实际电机所带的负载转矩TL必须小于极限启动转矩才必须小于极限启动转矩才能运行，即电机所带负载的阻转矩能运行，即电机所带负载的阻转矩TLTq。 步距角减少可使相邻矩角特性位移减少，步距角减少可使相邻矩角特性位移减少， 就可提高极限启动转就可提高极限启动转矩矩Tq，增大电机的负载能力。三相六拍时，矩角特性幅值不变，而，增大电机的负载能力。三相六拍时，矩角特性幅值不变，而步距角小了一半，故极限启动转矩。步距角小了一半，故极限启动转矩。2022-7-22

28、7第二十七页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机最大负载最大负载(fzi)能力的能力的确定确定2022-7-228第二十八页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 3 3、连续脉冲运行、连续脉冲运行 外加脉冲频率的提高，步进电动机进入连续转动状态。外加脉冲频率的提高，步进电动机进入连续转动状态。在运行过程中具有良好的动态性能在运行过程中具有良好的动态性能(xngnng)(xngnng)是保证控制是保证控制系统可靠工作的前提。如步进电动机经常启动、制动、正系统可靠工作的前提。如步进电动机经常启动、制动、正转、转、 反转等，并在各种频率下反转等，并在各种频率下( (各

29、种转速各种转速) )运行，要求电机运行，要求电机的步数与脉冲数严格相等，即不丢步也不越步，且转子运的步数与脉冲数严格相等，即不丢步也不越步，且转子运动平稳。保证系统精度。动平稳。保证系统精度。 此外，当提高使用频率时，步进此外，当提高使用频率时，步进电机的快速性也是动态性能电机的快速性也是动态性能(xngnng)(xngnng)的重要内容之一。的重要内容之一。 所以有必要对步进电动机的动态特性作一定的分析。所以有必要对步进电动机的动态特性作一定的分析。2022-7-229第二十九页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 矩频特性-电机连续转动时所产生的最大输出转矩T与f两者间的关

30、系。 当控制脉冲频率增加，电机转速升高时，步进电动机所能带动的最大负载转矩值将逐步下降。主要原因(yunyn)是定子绕组电感的影响。因步进电机每相绕组是线圈，而电感有延缓电流变化的特性。运行运行(ynxng)矩频特性矩频特性2022-7-230第三十页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 三、步进电机的驱动三、步进电机的驱动 1 1、驱动电源、驱动电源 专门的驱动电源和步进电动机是一个有机整体，步专门的驱动电源和步进电动机是一个有机整体，步进电动机的运行性能进电动机的运行性能(xngnng)(xngnng)是电动机及其驱动电源二者配是电动机及其驱动电源二者配合的综合表现。合的综

31、合表现。驱动驱动(q dn)电源方框图电源方框图2022-7-231第三十一页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 变频信号源是一个频率从数十赫兹到几万赫兹左右的连续可变变频信号源是一个频率从数十赫兹到几万赫兹左右的连续可变的脉冲信号发生器。的脉冲信号发生器。 脉冲分配器是由门电路和双稳态触发器组成的逻辑电路，它根脉冲分配器是由门电路和双稳态触发器组成的逻辑电路，它根据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系加到放大器上，使步进电动据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系加到放大器上，使步进电动机按一定的运行方式运转。机按一定的运行方式运转。 功率放大电路用放大后的信号去驱动步进电动机。环形分配

32、器功率放大电路用放大后的信号去驱动步进电动机。环形分配器输出的电流只有几毫安，一般步进电动机需要几个到几十个安培输出的电流只有几毫安，一般步进电动机需要几个到几十个安培的电流。功放电路种类很多，它们对电机性能的影响也各不相同。的电流。功放电路种类很多，它们对电机性能的影响也各不相同。通常通常(tngchng)(tngchng)驱动电源就以功率放大器的型式进行分类。驱动电源就以功率放大器的型式进行分类。2022-7-232第三十二页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机 2 2、驱动电路、驱动电路 单极性驱动：是一个频率从数十赫兹到几万赫兹左右的单极性驱动：是一个频率从数十赫兹到几

33、万赫兹左右的连续可变的脉冲信号发生器。连续可变的脉冲信号发生器。 双极性驱动：驱动电路采用双极性驱动：驱动电路采用H H桥结构，效率高特别适合大桥结构，效率高特别适合大功率步进电机功率步进电机(dinj)(dinj)（1KW1KW）。）。 高低压驱动：开通和关断时用高电压，缩短电流上升和高低压驱动：开通和关断时用高电压，缩短电流上升和下降的时间；导通器件采用低电压维持绕组电流。下降的时间；导通器件采用低电压维持绕组电流。 斩波恒流驱动：采用比较器，使相绕组上的电流基本为斩波恒流驱动：采用比较器，使相绕组上的电流基本为一恒定值。一恒定值。2022-7-233第三十三页，共39页。11.3 11.

34、3 步进电动机步进电动机 细分控制细分控制(kngzh)(kngzh)：步距角再细分至几十甚至百倍，提：步距角再细分至几十甚至百倍，提高进度和运行平稳性。高进度和运行平稳性。 方法是增加多相绕组同方法是增加多相绕组同时时(tngsh)(tngsh)导电的时间，导电的时间，同时同时(tngsh)(tngsh)控制各项绕控制各项绕组中电流的大小（一般为组中电流的大小（一般为阶梯波），不同空间位置阶梯波），不同空间位置的不同合成磁势，转的步的不同合成磁势，转的步距变小。可采用微处理器距变小。可采用微处理器斩波恒流细分驱动电路。斩波恒流细分驱动电路。2022-7-234第三十四页，共39页。11.3

35、11.3 步进电动机步进电动机 四、主要性能指标四、主要性能指标1.1.最大静转矩最大静转矩Tjmax-Tjmax-指步进电动机在规定的通电相数下矩角特性上指步进电动机在规定的通电相数下矩角特性上的转矩最大值。绕组电流越大，最大静转矩也越大，通常取负载的转矩最大值。绕组电流越大，最大静转矩也越大，通常取负载转矩为：转矩为： TL=(0.30.5)Tjmax TL=(0.30.5)Tjmax2. 2. 步距角步距角b -b -每输入一个电脉冲信号时转子转过的角度。每输入一个电脉冲信号时转子转过的角度。 步距角大步距角大小会直接影响步进电动机的启动和运行小会直接影响步进电动机的启动和运行(ynxn

36、g)(ynxng)频率。步距角频率。步距角小的往往启动及运行小的往往启动及运行(ynxng)(ynxng)频率高，但转速和输出功率不一频率高，但转速和输出功率不一定高。定高。 3. 3. 静态步距角误差静态步距角误差b-b-实际的步距角与理论的步距角之间的差值，实际的步距角与理论的步距角之间的差值，通常用理论步距角的百分数或绝对值来衡量。通常用理论步距角的百分数或绝对值来衡量。 静态步距角误差静态步距角误差小，小， 表示电机精度高。表示电机精度高。2022-7-235第三十五页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机4. 4. 启动频率启动频率fqfq和启动矩频特性和启动矩频特性

37、启动频率启动频率-指步进电动机能够不失步启动的最高脉冲频指步进电动机能够不失步启动的最高脉冲频率，产品目录一般都有空载启动频率数据。但实际大都要带率，产品目录一般都有空载启动频率数据。但实际大都要带负载启动。负载启动频率与负载转矩及惯量的大小有关。启负载启动。负载启动频率与负载转矩及惯量的大小有关。启动矩频特性动矩频特性-在一定的负载惯量下，启动频率随负载转矩变在一定的负载惯量下，启动频率随负载转矩变化的特性，通常以表格或曲线形式给出。化的特性，通常以表格或曲线形式给出。5.5.运行运行(ynxng)(ynxng)频率和运行频率和运行(ynxng)(ynxng)矩频特性矩频特性 运行运行(yn

38、xng)(ynxng)频率频率-步进电动机启动后，控制脉冲频步进电动机启动后，控制脉冲频率连续上升而维持不失步的最高频率。运行率连续上升而维持不失步的最高频率。运行(ynxng)(ynxng)矩频矩频特性特性-电机带负载运行电机带负载运行(ynxng)(ynxng)时，频率连续上升而维持时，频率连续上升而维持不失步的频率与负载转矩两者的关系，技术数据通常是以表不失步的频率与负载转矩两者的关系，技术数据通常是以表格或曲线形式表示。格或曲线形式表示。2022-7-236第三十六页，共39页。11.3 11.3 步进电动机步进电动机6. 6. 额定电流额定电流-电机不动时每相绕组容许电机不动时每相绕组容许(rngx)(rngx)通过的电流。当通过的电流。当电机运转时，每相绕组通的是脉冲电流，电流表指示的读数为电机运转时，每相绕组通的是脉冲电流，电流表指示的读数为脉冲电流平均值。脉冲电流平均值。7. 7. 额定电压额定电压-指加在驱动电源各相主回路的直流电压。一般不等指加在驱动电源各相主回路的直流电压。一般不等于