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吉大21秋《电机与拖动基础》在线拓展资源( 六)

吉大《电机与拖动基本》拓展资本(六)

第六章 把持电机 拓展资本

一、步进电机

步进电机是将电脉冲旌旗灯号改变为角位移或线位移的开环把持元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、结束的地位只取决于脉冲旌旗灯号的频率跟脉冲数,而不受负载变更的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲旌旗灯号,它就驱动步进电机按设定的偏向滚动一个牢固的角度,称为“步距角”,它的扭转是以牢固的角度一步一步运转的。可能经由过程把持脉冲个数来把持角位移量,从而达到准断定位的目标;同时可能经由过程把持脉冲频率来把持电机滚动的速度跟减速度,从而达到调速的目标。

步进电机是一种感到电机,它的任务道理是利用电子电路,将直流电酿因素时供电的,多相时序把持电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才干畸形任务,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序把持器。



固然步进电机已被广泛地利用,但步进电机并不克不及像一般的直流电机,交换电机在惯例下利用。它必须由双环形脉冲旌旗灯号、功率驱动电路等构成把持体系方可利用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机器、电机、电子及打算机等很多专业知识。

步进电机作为履行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广泛利用在各种主动化把持体系中。跟着微电子跟打算机技巧的开展,步进电机的须要量与日俱增,在各个公平易近经济范畴都有利用。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的履行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲旌旗灯号,它就驱动步进电机按设定的偏向滚动一个牢固的角度(即步进角)。可能经由过程把持脉冲个数来把持角位移量,从而达到准断定位的目标;同时可能经由过程把持脉冲频率来把持电机滚动的速度跟减速度,从而达到调速的目标。

重要分类

步进电机在构造上有三种重要范例:

反应式(Variable Reluctance,VR)、永磁式(Permanent Magnet,PM)跟混淆式(Hybrid Stepping,HS)。

反应式:定子上有绕组、转子由软磁材料构成。构造简单、本钱低、步距角小,可达1.2°、但静态机能差、效力低、发热大,坚固性难保证。

永磁式:永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数雷同。其特点是静态机能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。

混淆式:混淆式步进电机综合了反应式跟永磁式的长处,其定子上有多相绕组、转子上采取永磁材料,转子跟定子上均有多个小齿以进步步矩精度。其特点是输出力矩大、静态机能好,步距角小,但构造复杂、成本相对较高。

按定子上绕组来分,共有二相、三相跟五相称系列。最受欢送的是两相混淆式步进电机,约占97%以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后后果精良。该种电机的基本步距角为1.8°/步,配上半步驱动器后,步距角增加为0.9°,配上细分驱动器后其步距角可细分达256倍(0.007°/微步)。因为摩擦力跟制造精度等原因,现实把持精度略低。同一步进电机可配差别细分的驱动器以改变精度跟后果。

扭转方法

步进电机跟驱动器的抉择方法:

断定需多大力矩:静扭矩是抉择步进电机的重要参数之一。负载大时,需采取大力矩电机。力矩指标大时,电机外形也大。

断定电机运转速度:转速请求高时,应选相电流较大、电感较小的电机,以增加功率输入。且在抉择驱动器时采取较高供电电压。

抉择电机的安装规格:如57、86、110等,重要与力矩请求有关。

断定定位精度跟振动方面的请说情况:断定能否需细分,需多少细分。

根据电机的电流、细分跟供电电压抉择驱动器。

基本道理

任务道理

平日电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会动员转子扭转一角度,使得转子的一对磁场偏向与定子的磁场偏向分歧。当定子的矢量磁场扭转一个角度。转子也跟着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机滚动一个角度行进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的次序,电机就会反转。所以可用把持脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电次序来把持步进电机的滚动。

发热道理

通罕见到的各种电机,外部都是有铁芯跟绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生消耗,消耗大小与电阻跟电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,假如电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波消耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生消耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损跟铁损都会以发热的情势表示出来,从而影响电机的效力。步进电机一般寻求定位精度跟力矩输出,效力比较低,电流一般比较大,且谐波因素高,电流交变的频率也随转速而变更,因此步进电机广泛存在发热忱况,且情况比一般交换电机严重。

重要构造

步进电机也叫步进器,它利用电磁学道理,将电能转换为机器能,人们早在20世纪20年月就开端利用这种电机。跟着嵌入式体系(比方打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机器手臂跟录像机等)的日益风行,步进电机的利用也开端暴增。不管在产业、军事、医疗、汽车还是文娱业中,只有须要把某件物体从一个地位挪动到另一个地位,步进电机就必定能派上用处。步进电机有很多种外形跟尺寸,但不管外形跟尺寸怎样,它们都可能归为两类:可变磁阻步进电机跟永磁步进电机。

步进电机是由一组缭绕在电机牢固部件--定子齿槽上的线圈驱动的。平日情况下,一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管,而在电机中,绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。

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