第十章步进电机驱动系统10.1步进电动机的结构与工作原理分类:永磁式(PM)、变磁阻式(RM)、混合式(HB)三种;(1)永磁式(PM)分类:永磁式(PM)、变磁阻式(RM)、混合式(HB)三种;分类:永磁式(PM)、变磁阻式(RM)、混合式(HB)三种;10.1步进电动机的结构与工作原理定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。步进电机工作原理(以三相四齿反应式步进电机为例):步进电机运行方式：步进电机转过的角度由输入脉冲的数量决定;转向由输入脉冲的顺序决定;转速由输入脉冲的频率决定;步进电机的角位移控制是对其输入脉冲的数量和顺序进行控制;步进电机的角速度控制是对其输入脉冲的频率和顺序进行控制;(题3-39)步进电机通电方式:拍---------定子控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍;单、双---如果每次只有一相通电,称为“单”;如果每次有二相通电,称为“双”;几拍------经过几次切换控制绕组的通电状态完成一个循环;工作方式（3）工作过程C这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。二、三相单双六拍所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA'通电，转子转了15°。总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为15。三、三相双三拍以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。小步距角的步进电动机转子的齿距等于360/40=9，齿宽、齿槽各4.5。工作原理：假设是单三拍通电工作方式。若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲，转子只转1.5。f：电脉冲的频率10.2步进电动机的环形分配器步进电机及驱动器步进电机及驱动器10.2步进电动机的环形分配器10.2步进电动机的环形分配器10.2步进电动机的环形分配器10.3步进电动机驱动电路10.3步进电动机驱动电路10.4步进电动机的运行特性及应用2.矩角特性——反映步进电动机电磁转距T随偏转角变化的关系。初始平衡位置——定子一相绕组通电，转子无负载转矩，转子齿与通电相磁极上小齿对齐。转子偏转角（空间角）——转子齿偏离初始平衡位置的角度（转子有负载作用，电磁转矩与负载转矩平衡）。电角度——空间角度的Z倍，即。矩角特性曲线。近似一条正弦曲线。时，T达到最大静转矩（定、转子齿错开1/4齿距）。反映了步进电动机带负载的能力（负载转矩＝（0.3～0.5））。“稳定运行”3.脉冲信号频率对运行的影响4.转子机械惯性对运行的影响受机械惯性作用，在启动阶段，转子落后于应转过的角度，一般会跟上来，严重（）时会启动不起来。在运转时，因惯性作用，经过几次振荡后才停下来，严重时会引起失步。措施：采用阻尼方法，消除或减弱步进电机的振荡。二主要性能指标和注意事项主要性能指标1)步距角——步进电动机的主要性能指标之一，它直接影响启动和运行频率。式中：——传动比；——负载轴要求的最小位移增量（或称脉冲当量）。2)最大静转矩式中：——步进电动机启动转矩；——最大静负载转矩。通常取。3)空载启动频率——步进电动机在空载情况下，不失步启动所允许的最高频率。在负载情况下，不失步启动所允许的最高频率随负载的增加而显著下降。4)连续运行频率——当步进电动机运行频率连续上升时，电动机不失步运行的最高频率。矩频特性是指在连续运行状态下，步进电动机的电磁力矩随频率的升高而急剧下降的特性。注：与负载有关；在同样负载下，。5)精度——用一周内最大的步距角误差值表示。步距精度式中：——负载轴上所允许的角度误差。6)输入电压U、输入电流I和相数m三项指标与驱动电源有关。2.注意事项驱动电源的优劣对控制系统的运行影响极大。若负载转动惯量较大，则在低频下启动，再上升到工作频率；停车时从工作频率下降到适当频率再停车。在工作过程中，尽量避免由负载突变而引起的误差。在工作中若发生失步现象，先检查负载（是否过大）、电源电压（是否正常），再检查驱动电源输出波形（是否正常），不应随意变换元件。