黔西南州西门子授权PLC模块总代理供应

时间：2023-04-13

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二、步进电机的工作原理

无论是哪种结构的步进电机,其基本工作原理是一样的,数字控制开环伺服系统中广泛应用的三相反应式步进电机的工作原理示意图如图28所示

图28步进电机的工作原理示意图

首先来介绍如下几个概念。

单:每次切换前后只有一相绕组通电。

双:每次切换前后有两相绕组通电。

拍:从一种通电状态转换到另一种通电状态。

三相步进电动机绕组的通电方式一般有单三拍、单六拍及双三拍等几种

1.三相单三拍运行方式(单拍方式)

每次只有一相绕组通电,使步进电机按顺时针或逆时针方向旋转,这种控制方式称为单相控制方式。对三相电动机又称为单三拍控制方式,其绕组的通电按A一B一C一A的顺序进行,其绕组电流波形如图29所示。

2.三相双三拍运行方式(双拍方式)

三相双三拍运行方式T作比较稳定,共绕组通电顺序为AB一BC一CA一AB,功耗比单拍方式相比增大近一倍,其绕组电流彼形如图30所示

3.三相六拍运行方式(单一双拍方式)

三相六拍运行方式的绕组通电按A→AB→B一BCC→CA一A的顺序进行,其绕组电流波形如图31所示。

步进电机三相六拍运行方式的绕组通电顺序每切换一次步进电动机顺时针旋转16",其运行原理图如图32所示。

图32步进电机三相六拍运行时原理图

4.步进电机转速的计算

三相反应式步进电动机的结构示意图如图33所示。

图 33三相反应式步进电机的结构示意图

1一定子;2一转子;3一定子绕组

设转子的齿数为Z,则齿距为=360°/Z。每通电一次,转子就走一步,故步距角为

式中,m为相数;K为状态系数,单拍时K=1.双拍时K=2。

若步进电机的齿数Z一40,若按三相单三拍运行时,其步距角为3;若按三相六拍运行时,步距角为1.5° 。

由此可见,步进电机的转子齿数Z和定子相数m愈多,则步距角愈小,控制越精确。如果电脉冲的频率(电源频率)为f,单位为PPS(每秒脉冲数),则步进电机转速n为

可见,反应式步进电机的转速只取决于脉冲频率.转子齿数和拍数,而与电压、负载、温变等因素无关。当步进电机的通电方式选定后,其转速只与输人脉冲频率成正比:改变脉冲顾率就可以改变转速,故可进行无级调速,调速范围宽。

综上所述,步进电机工作时的步数或转速既不受电压波动和负载变化的影响,也不受环条件(温度、压力、冲击和振动等)变化的影响,只与控制脉冲同步。能按照控制的要求进行起动、停止、反转和改变速度。因此被广泛地应用于各种数字控制系统中。

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