步进电机及驱动器知识讲座PPT课件PPT学习教案.pptx

【步进电机及驱动器知识讲座】 步进电机是一种特殊类型的电机，专为精确的速度和位置控制设计。它的工作基于固定角度的步距角，依次前进，因此得名。历史可追溯到1973年，德国百格拉公司首次推出五相混合式步进电机和驱动器，随后在1993年推出了三相混合式电机。在中国，混合式步进电机的发展始于80年代后期。 步进电机的工作原理以单极性电机为例，当电机接收到脉冲信号，其定子绕组按照特定顺序通电，产生磁场变化，从而驱动转子按步距角旋转。电机的机座号代表其尺寸，常见的包括35、39、42、57、86和110等。电机构造包括转子（含转子铁芯、永磁体、转轴和滚珠轴承）、定子（绕组和定子铁芯）以及前后端盖。 步进电机的主要参数包括： 1. 相数：指电机内部线圈组数，常见有两相、三相和五相。 2. 拍数：完成磁场周期性变化所需的脉冲数或导电状态。 3. 保持转矩：电机在不通电时锁住转子的力矩。 4. 步距角：每个脉冲信号对应的转子角位移。 5. 定位转矩：不通电时转子自身的锁定力矩。 6. 失步：实际步数与理论步数不符。 7. 失调角：转子齿轴线相对于定子齿轴线的偏移。 8. 矩频特性：电机运行时输出力矩与频率的关系曲线。 步进电机的特点包括： 1. 精度通常在步距角的3-5%，不会累积误差。 2. 磁性材料的退磁点决定了电机的最高允许温度。 3. 高速下力矩下降，低速时可能出现振动和噪声。 4. 空载启动频率限制了电机能正常启动的脉冲频率。 5. 低频振动可通过机械传动、细分驱动、更换电机、改变驱动方式或增加磁性阻尼器等方式改善。 6. 固有频率可通过公式估算，与转子齿数、负载转矩和转动惯量有关。 步进驱动器是连接控制器和电机的功率放大器，将脉冲信号转换为电机的角位移。驱动器类型包括恒流驱动、单极性驱动、双极性驱动、微步驱动等，其中恒流驱动通过调节MOSFET的导通时间来控制电机绕组电流，实现恒定电流控制。驱动器对电机的控制直接影响其速度、转矩和稳定性。 总结来说，步进电机和驱动器是精密运动控制中的关键组件，广泛应用于自动化设备、机器人、打印机等场景，它们的合理选择和使用能确保系统的精确运动和高效运行。