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文檔簡介
1、步進電機的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理步進式伺服驅(qū)動系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中,執(zhí)行元件是步進電機。它受驅(qū)動控制線路的控制,將代表進給脈沖的電平信號直接變換為具有一定方向、大小和速度的機械轉(zhuǎn)角位移,并通過齒輪和絲杠帶動工作臺移動。由于該系統(tǒng)沒有反饋檢測環(huán)節(jié),它的精度較差,速度也受到步進電機性能的限制。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡單、容易調(diào)整,故在速度和精度要求不太高的場合具有一定的使用價值。1.步進電機的種類步進電機的分類方式很多,常見的分類方
2、式有按產(chǎn)生力矩的原理、按輸出力矩的大小以及按定子和轉(zhuǎn)子的數(shù)量進行分類等。根據(jù)不同的分類方式,可將步進電機分為多種類型,如表51所示。表51步進電機的分類分類方式具體類型按力矩產(chǎn)生的原理(1)反應(yīng)式:轉(zhuǎn)子無繞組,由被激磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實現(xiàn)步進運行(2)激磁式:定、轉(zhuǎn)子均有激磁繞組(或轉(zhuǎn)子用永久磁鋼),由電磁力矩實現(xiàn)步進運行按輸出力矩大?。?)伺服式:輸出力矩在百分之幾之幾至十分之幾(Nm)只能驅(qū)動較小的負載,要與液壓扭矩放大器配用
3、,才能驅(qū)動機床工作臺等較大的負載(2)功率式:輸出力矩在550Nm以上,可以直接驅(qū)動機床工作臺等較大的負載按定子數(shù)(1)單定子式(2)雙定子式(3)三定子式(4)多定子式按各相繞組分布(1)徑向分布式:電機各相按圓周依次排列(2)軸向分布式:電機各相按軸向依次排列2.步進電機的結(jié)構(gòu)目前,我國使用的步進電機多為反應(yīng)式步進電機。在反應(yīng)式步進電機中,有軸向分相和徑向分相兩種,如表51所述。圖52是一典型的單定子、徑向分相、反應(yīng)式伺服步進電機的
4、結(jié)構(gòu)原理圖。它與普通電機一樣,分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分,其中定子又分為定子鐵心和定子繞組。定子鐵心由電工鋼片疊壓而成,其形狀如圖中所示。定子繞組是繞置在定子鐵心6個均勻分布的齒上的線圈,在直徑方向上相對的兩個齒上的線圈串聯(lián)在一起,構(gòu)成一相控制繞組。圖52所示的步進電機可構(gòu)成三相控制繞組,故也稱三相步進電機。若任一相繞組通電,便形成一組定子磁極,其方向即圖中所示的NS極。在定子的每個磁極上,即定子鐵心上的每個齒上又開了5個小齒,齒槽等寬,齒間
5、夾角為9,轉(zhuǎn)子上沒有繞組,只有均勻分布的40個小齒,齒槽也是等寬的,齒間夾角也是9,與磁極上的小齒一致。此外,三相定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯開13齒距,如圖53所示。當A相磁極上的小齒與轉(zhuǎn)子上的小齒對齊時,B相磁極上的齒剛好超前(或滯后)轉(zhuǎn)子齒13齒距角,C相磁極齒超前(或滯后)轉(zhuǎn)子齒23齒距角。A→B→C→A…的順序控制步進電機繞組的通斷電,步進電機的轉(zhuǎn)子便不停地順時針轉(zhuǎn)動。若通電順序改為A→C→B→A…,同理,步進電機的轉(zhuǎn)子
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