步进电机伺服电机结构.ppt

第10章 控制电机
§ 概述
§ 步进电动机
结构
工作方式
小步距角的步进电动机
§ 伺服电动机
交流伺服电动机
直流伺服电动机
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前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量转换，例如将电能转换为机械能。本章介绍控制电机。
§ 概述
如：伺服机将电压信号转换为转矩和转速；
步进机将脉冲信号转换为角位移或线位移。
控制电机的主要功能是转换和传递信号。
控制电机的种类很多，本章主要介绍步进机、伺服机。
对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、
重量轻、体积小、运行可靠、耗电少等。
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§ 步进电动机
机理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号
转换成线位移或角位移的电机。每来一个
电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移
动一小段距离。
特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。
(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。
(3)改变脉冲顺序，改变方向。
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种类：
有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
应用：
步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动
绘图仪等设备中都得到应用。
下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。
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结构
步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极 。
定子
转子
定子绕组
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定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。
注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。
A
B
C
定子
转子
IA
IB
IC
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工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型
（2）三相绕组中的通电顺序为：
A 相  B 相  C 相
通电顺序也可以为：
A 相  C 相 B 相
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（3）工作过程
化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。
A 相通电，A 方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转子被磁
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
C
A'
B
B'
C'
A
3
4
1
2
8
C
A'
B
B'
C'
A
3
4
1
2
同理，B相通电，转子2、4齿和B相轴线对齐，相对A相通电位置转30；C相通电再转30。
1
C'
3
4
2
C
A'
B
B'
A
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这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。
三相单三拍的特点：
（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为步距角，用S表示。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。
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