第11章步进电动机 第11章步进电动机 11.1概述 11.2反应式步进电动机的工作原理和基本特点 113步进电动机的矩角特性和静态转矩 11.4步进电动机的单步运行状态 115步进电动机的连续脉冲运行和动特性 11.6电源及分配方式对电机性能的影响 11,7步进电动机主要性能指标 11.8其它类型的步进电动机 Bac ak思考题与习题
第11章 步进电动机 第11章 步进电动机 11.1 概述 11.2 反应式步进电动机的工作原理和基本特点 11.3 步进电动机的矩角特性和静态转矩 11.4 步进电动机的单步运行状态 11.5 步进电动机的连续脉冲运行和动特性 11.6 电源及分配方式对电机性能的影响 11.7 步进电动机主要性能指标 11.8 其它类型的步进电动机 思考题与习题
第11章步进电动机 l11概述 步进电动机又称为脉冲电动机,是数字控制系统 中的一种执行元件。其功用是将脉冲电信号变换为相 应的角位移或直线位移,即给一个脉冲电信号,电动 机就转动一个角度或前进一步,如图11-1所示
第11章 步进电动机 11.1 概 述 步进电动机又称为脉冲电动机， 是数字控制系统 中的一种执行元件。 其功用是将脉冲电信号变换为相 应的角位移或直线位移， 即给一个脉冲电信号， 电动 机就转动一个角度或前进一步， 如图11 - 1所示
第11章步进电动机 步进电动机 输出轴 控制电脉冲 nnnnnn 控制电脉冲 ↓转角 脉冲分配器 和功放 图11-1步进电动机的功用
第11章 步进电动机 图 11 - 1 步进电动机的功用
第11章步进电动机 步进电动机的角位移量θ或线位移量s与脉冲数k成 正比,如图11-2(a所示;它的转速n,或线速度v与 脉冲频率f正比,如图11-2(b)所示。在负载能力范 围内这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的 波动而变化。因而可适用于开环系统中作执行元件, 使控制系统大为简化。步进电动机可以在很宽的范围 内通过改变脉冲频率来调速;能够快速启动、反转和 制动。它不需要变换能直接将数字脉冲信号转换为角 位移,很适合采用微型计算机控制
第11章 步进电动机 步进电动机的角位移量θ或线位移量s与脉冲数k成 正比， 如图11 - 2(a)所示； 它的转速n， 或线速度v与 脉冲频率f成正比， 如图11 - 2(b)所示。 在负载能力范 围内这些关系不因电源电压、 负载大小、 环境条件的 波动而变化。 因而可适用于开环系统中作执行元件， 使控制系统大为简化。 步进电动机可以在很宽的范围 内通过改变脉冲频率来调速； 能够快速启动、 反转和 制动。 它不需要变换能直接将数字脉冲信号转换为角 位移， 很适合采用微型计算机控制
第11章步进电动机 (b) 图11-2步进电动机的控制特性
第11章 步进电动机 图 11 - 2 步进电动机的控制特性
第11章步进电动机 近十几年来,数字技术和电子计算机的迅速发展 为步进电动机的应用开辟了广阔的前景。目前,我国 已较多地将步进电动机用于机械加工的数字程序控制 机床中(即数控机床);在绘图机、轧钢机的自动控制, 自动记录仪表和数模变换等方面也得到很多应用。下 面着重介绍应用在数控机床中的步进电动机
第11章 步进电动机 近十几年来， 数字技术和电子计算机的迅速发展 为步进电动机的应用开辟了广阔的前景。 目前， 我国 已较多地将步进电动机用于机械加工的数字程序控制 机床中(即数控机床)； 在绘图机、 轧钢机的自动控制， 自动记录仪表和数模变换等方面也得到很多应用。 下 面着重介绍应用在数控机床中的步进电动机
第11章步进电动机 图11-3复杂零件的加工
第11章 步进电动机 图 11 - 3 复杂零件的加工
第11章步进电动机 在现代工业,特别是航空、导弹、无线电等工 业中,要求加工的机械零件形状复杂,数量多,精度 高,利用人工操作不仅劳动强度大,生产效率低,而 且难以达到所要求的精度。例如图11-3是一个劈锥, 形状比较复杂,精度要求比较高,用普通机床或仿形 机床加工都是有困难的;通常用坐标镗床一点一点地 加工,然后进行人工修整,这样耗费的时间就太长了。 为了缩短生产周期,提高生产效率,可用程序控制铣 床进行加工。铣床需要作3种动作:
第11章 步进电动机 在现代工业， 特别是航空、 导弹、 无线电等工 业中， 要求加工的机械零件形状复杂， 数量多， 精度 高， 利用人工操作不仅劳动强度大， 生产效率低， 而 且难以达到所要求的精度。 例如图11 - 3是一个劈锥， 形状比较复杂， 精度要求比较高， 用普通机床或仿形 机床加工都是有困难的； 通常用坐标镗床一点一点地 加工， 然后进行人工修整， 这样耗费的时间就太长了。 为了缩短生产周期， 提高生产效率， 可用程序控制铣 床进行加工。 铣床需要作3种动作：
第11章步进电动机 (1)铣刀作径向移动(Y方向) (2)工件以轴为中心作旋转(O方向); (3)工件沿轴向移动(X方向)
第11章 步进电动机 (1) 铣刀作径向移动(Y方向)； (2) 工件以轴为中心作旋转(θ方向)； (3) 工件沿轴向移动(X方向)
第11章步进电动机 为了达到精度要求,对这3种动作必须非常准确地 进行控制。数字程序控制铣床就是可以准确地进行自动 控制的机床。在数控铣床中,上面3个方向的动作分别 由3个步进电动机即Y方向步进机,Ⅹ方向步进机,O方 向步进机来拖动,每一个方向步进电动机都由电脉冲控 制。加工零件时,根据零件加工的要求和加工的工序编 制计算机程序语言,并将该程序送入电子计算机;计算 机就对每一方向的步进电动机给出相应的控制电脉冲, 指令步进电动机按照加工的要求依次做各种动作,如转 速加快、减慢、启动、停止、正转、反转等;然后步 进电动机再通过滚珠丝杠带动机床运动。数控机床整个 工作示意图如图11-4所示
第11章 步进电动机 为了达到精度要求， 对这 3 种动作必须非常准确地 进行控制。 数字程序控制铣床就是可以准确地进行自动 控制的机床。 在数控铣床中， 上面 3 个方向的动作分别 由3 个步进电动机即Y方向步进机， X方向步进机， θ方 向步进机来拖动， 每一个方向步进电动机都由电脉冲控 制。 加工零件时， 根据零件加工的要求和加工的工序编 制计算机程序语言， 并将该程序送入电子计算机； 计算 机就对每一方向的步进电动机给出相应的控制电脉冲， 指令步进电动机按照加工的要求依次做各种动作， 如转 速加快、 减慢、 启动、 停止、正转、 反转等； 然后步 进电动机再通过滚珠丝杠带动机床运动。 数控机床整个 工作示意图如图11 - 4所示