毕业论文
第二章 步进电机的分类、结构、工作原理及特性
2.1 步进电机的概念
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱
动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度
(及步进角)。我们可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位
的目的;同时我们也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从
而达到调速的目的。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉
冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距
角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
从原理上讲,步进电机是一种低速同步电动机。
2.2 步进电机的特点
1. 一般步进电机的精度为步进角的3-5%,角位移与输入脉冲数严格成正比,
没有累计误差,具有良好的跟随性。
2. 步进电机外表不允许较高的温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于
失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般
来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所
以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
3. 步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高
反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,
从而导致力矩下降。
4. 步进电机自身的噪声和振动较大,带惯性负载的能力较差。
5. 由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统,既非常简单、廉价,又非常
的可靠。同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。
6. 步进电机的动态响应快,易于启停,正反转及变速。
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