第五章 PLC的步进电机控制系统
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构.一般电动机是连续旋转的,而步进电机的转动是一步一步进行的.每输入一个脉冲电信号,步进电机就转动一个角度.通过改变脉冲频率和数量,即可实现调速和控制转动的角位移大小,具有较高的定位精度,其最小步距角可达0.75°,转动,停止,反转反应灵敏,可靠.在开环数控系统中得到了广泛的应用.
5.1步进电机的分类,基本结构和工作原理
步进电机的分类
1.永磁式步进电机
2.反应式步进电机
3.混合式步进电机
步进电机的基本结构和工作原理
步进电机的分类
1.永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度.
2.反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大.
3.混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点.它又分为两相和五相.两相步进角一般分为1.8度而五相步进角一般为 0.72度.这种步进电机的应用最为广泛.
步进电机的基本结构和工作原理
三相反应式步进电机的结构如图所示
定子,转子是用硅钢片或其他软磁材料制成的.定子的每对极上都绕有一对绕组,构成一相绕组,共三相称为A,B,C三相.
步进电机的基本结构和工作原理
在定子磁极和转子上都开有齿分度相同的小齿,采用适当的齿数配合,当A相磁极的小齿与转子小齿一一对应时,B相磁极的小齿与转子小齿相互错开1/3齿距,C相则错开2/3齿距.如图所示
步进电机的基本结构和工作原理
上图中,A相绕组与齿1,5一一对应,而此时B相绕组与齿2错开1/3齿距,而与齿3错开2/3齿距,C相绕组与齿3错开2/3齿距,而与齿4错开1/3齿距.
电机的位置和速度由绕组通电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系.而方向由绕组通电的顺序决定.
步进电机的基本结构和工作原理
步进电机的基本参数主要有以下内容
_1.电机固有步距角
_2.步进电机的相数
3.保持转矩(HOLDING__TORQUE)
_4.钳制转矩(DETENT__TORQUE)
_1.电机固有步距角
它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度.电机出厂时给出了一个步距角的值,这个步距角可以称之为"电机固有步距角",它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关.
_2.步进电机的相数:
步进电机的相数是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相,三相,四相,五相步进电机.电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°,三相的为0.75°/1.5°,五相的为0.36°/0.72°_.在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求.如果使用细分驱动器,则"相数"将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角.
3.保持转矩(HOLDING__TORQUE)
保持转矩是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩.它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩.由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一.比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机.
_4.钳制转矩(DETENT__TORQUE)
钳制转矩是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩.由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT_TORQUE.
步进电机主要有以下特点
1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积.
步进电机主要有以下特点
2.步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点.
步进电机温度过高时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.
步进电机主要有以下特点
3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降.

下一页