第6章-數(shù)控伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)1

1、1第六第六 章章 伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的定義一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的定義二、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類二、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類三、數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求三、數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的定義一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的定義 是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 CNC裝置是數(shù)控機(jī)床的裝置是數(shù)控機(jī)床的“大腦大腦” ， “指揮機(jī)構(gòu)指揮機(jī)構(gòu)” 伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“四肢四肢” ， “執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)”。 檢測(cè)裝置：感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光柵、脈沖編碼器等。檢測(cè)裝置：感應(yīng)同步

2、器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光柵、脈沖編碼器等。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。二、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類二、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類 開環(huán)系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)，無(wú)位置反饋，投資低，精度低步進(jìn)電機(jī)，無(wú)位置反饋，投資低，精度低 閉環(huán)系統(tǒng)：閉環(huán)系統(tǒng)：直接測(cè)量實(shí)際位移進(jìn)行反饋，精度高直接測(cè)量實(shí)際位移進(jìn)行反饋，精度高 半閉環(huán)系統(tǒng)：半閉環(huán)系統(tǒng)：間接測(cè)量位移進(jìn)行反饋，精度低于閉環(huán)間接測(cè)量位移進(jìn)行反饋，精度低于閉環(huán) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)：進(jìn)給伺服系統(tǒng)：控制各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 主軸驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)：控制主軸的

3、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：控制主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 輔助伺服系統(tǒng)輔助伺服系統(tǒng)：控制刀庫(kù)、料庫(kù)等輔助系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，多采用位置控制：控制刀庫(kù)、料庫(kù)等輔助系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，多采用位置控制二、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類二、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類 脈沖比較伺服系統(tǒng)脈沖比較伺服系統(tǒng) 相位比較伺服系統(tǒng)相位比較伺服系統(tǒng) 幅值比較伺服系統(tǒng)幅值比較伺服系統(tǒng) 全數(shù)字伺服系統(tǒng)全數(shù)字伺服系統(tǒng) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三、數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求三、數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求 定位準(zhǔn)確定位準(zhǔn)確(定位誤差持別是重復(fù)定位誤差要小定位誤差持別是重

4、復(fù)定位誤差要小)，跟隨精度高，跟隨精度高(跟隨誤差小跟隨誤差小)。一般定位精度要求達(dá)到一般定位精度要求達(dá)到m mm級(jí)，高的達(dá)級(jí)，高的達(dá)0.010.005 m0.010.005 mm。 提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，一般電機(jī)升降速過(guò)渡過(guò)程，時(shí)間在提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，一般電機(jī)升降速過(guò)渡過(guò)程，時(shí)間在0.20.2s以下以下。另外，當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，要求速度的恢復(fù)時(shí)間短，且無(wú)振蕩，這樣才能得到光滑的另外，當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，要求速度的恢復(fù)時(shí)間短，且無(wú)振蕩，這樣才能得到光滑的加工表面。加工表面。 保證在任何情況下都能得到最佳切削條件和加工質(zhì)量，一般要求調(diào)速范圍保證在任何情況下都能得到最佳切削條件和加工質(zhì)量，一般要

5、求調(diào)速范圍 ：最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速/ /最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速=1/10001/10000=1/10001/10000，且通常是，且通常是無(wú)級(jí)調(diào)速無(wú)級(jí)調(diào)速。 一般是在低速進(jìn)行重切削，所以在低速時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。一般是在低速進(jìn)行重切削，所以在低速時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。8定義：定義：是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。主要用于主要用于開環(huán)開環(huán)位置控制系統(tǒng)位置控制系統(tǒng)。組成：組成：由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成，沒有反饋環(huán)節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成，沒有反

6、饋環(huán)節(jié)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，控制較容易，維修也較方便，而且為全數(shù)系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，控制較容易，維修也較方便，而且為全數(shù)字化控制字化控制 但由于開環(huán)系統(tǒng)精度不高，且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率和速度不但由于開環(huán)系統(tǒng)精度不高，且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率和速度不高，因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅用于小容量、加工速度低、脈高，因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅用于小容量、加工速度低、脈沖當(dāng)量和精度不太高的場(chǎng)合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和電加工機(jī)床沖當(dāng)量和精度不太高的場(chǎng)合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和電加工機(jī)床、計(jì)算機(jī)的打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備。、計(jì)算機(jī)的打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備。一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1. 1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類 按運(yùn)動(dòng)方式分

7、：旋轉(zhuǎn)式、直線運(yùn)動(dòng)式、平面運(yùn)動(dòng)式和滾按運(yùn)動(dòng)方式分：旋轉(zhuǎn)式、直線運(yùn)動(dòng)式、平面運(yùn)動(dòng)式和滾 切運(yùn)動(dòng)式。切運(yùn)動(dòng)式。 按工作原理分：反應(yīng)式按工作原理分：反應(yīng)式( (磁阻式磁阻式) )、電磁式、永磁式、永磁、電磁式、永磁式、永磁 感應(yīng)子式感應(yīng)子式( (混合式混合式) )。 按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)味问桨唇Y(jié)構(gòu)分：?jiǎn)味问? (徑向式徑向式) )、多段式、多段式( (軸向式軸向式) )，印刷繞組式，印刷繞組式 按相數(shù)分：三相、四相、五相、六相和八相等。按相數(shù)分：三相、四相、五相、六相和八相等。 按使用頻率分：高頻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和低頻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。按使用頻率分：高頻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和低頻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。(1) (1) 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式

8、步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 極與極之間的夾角為極與極之間的夾角為6060，每個(gè)定子磁極上均勻分布了五個(gè)齒，每個(gè)定子磁極上均勻分布了五個(gè)齒，齒槽距相等，齒距角為，齒槽距相等，齒距角為9 9。轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心上無(wú)繞組，只有均勻分布上無(wú)繞組，只有均勻分布的的4040個(gè)齒，齒槽距相等，齒距角為個(gè)齒，齒槽距相等，齒距角為360360/40/409 9。 單段式三相反應(yīng)式步單段式三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)： 定子鐵心上有六個(gè)均定子鐵心上有六個(gè)均勻分布的磁極，沿直徑相勻分布的磁極，沿直徑相對(duì)兩個(gè)極上的線圈串聯(lián)，對(duì)兩個(gè)極上的線圈串聯(lián)，構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。特點(diǎn)：特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，定轉(zhuǎn)子開小齒、步

9、距小。應(yīng)用最廣。轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，定轉(zhuǎn)子開小齒、步距小。應(yīng)用最廣。 A A B B C C 定子 轉(zhuǎn)子 繞組 (2) (2) 永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 工作原理：轉(zhuǎn)子或定子的一方具有永久磁鋼，另一方有軟磁材工作原理：轉(zhuǎn)子或定子的一方具有永久磁鋼，另一方有軟磁材料制成，由繞組輪流通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鋼相互作用，產(chǎn)生料制成，由繞組輪流通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鋼相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：不開小齒，步距角大，內(nèi)阻較大，效率高，斷電后有一定不開小齒，步距角大，內(nèi)阻較大，效率高，斷電后有一定的定位轉(zhuǎn)矩。的定位轉(zhuǎn)矩。(3) (3) 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) （永磁感

10、應(yīng)子式）（永磁感應(yīng)子式） 定子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式基本相同，轉(zhuǎn)子由環(huán)形磁鋼及兩段鐵心組成定子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式基本相同，轉(zhuǎn)子由環(huán)形磁鋼及兩段鐵心組成。兼有以上兩種的主要優(yōu)點(diǎn)，是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的新產(chǎn)品。兼有以上兩種的主要優(yōu)點(diǎn)，是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的新產(chǎn)品。2. 2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制原理各部分的作用：各部分的作用： 數(shù)控裝置：數(shù)控裝置：根據(jù)控制要求發(fā)出指令脈沖，每發(fā)出一個(gè)脈沖電機(jī)根據(jù)控制要求發(fā)出指令脈沖，每發(fā)出一個(gè)脈沖電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)特定的角度，即步距角旋轉(zhuǎn)一個(gè)特定的角度，即步距角 環(huán)形分配：環(huán)形分配：根據(jù)指令方向，依次產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的各相的通電步根據(jù)指令方向，依次產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的各相的通電步驟，分為硬件環(huán)分

11、、軟件環(huán)分兩種。驟，分為硬件環(huán)分、軟件環(huán)分兩種。 放大電路：放大電路：放大環(huán)形分配的各相指令，產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的各相的放大環(huán)形分配的各相指令，產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的各相的驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)電流 位移量的控制位移量的控制 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)送一個(gè)控制脈沖，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過(guò)一向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)送一個(gè)控制脈沖，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度或移動(dòng)一個(gè)直線位移，稱為一步；脈沖數(shù)增加，角位移個(gè)角度或移動(dòng)一個(gè)直線位移，稱為一步；脈沖數(shù)增加，角位移( (或或線位移線位移) )隨之增加，即脈沖數(shù)決定位移量。隨之增加，即脈沖數(shù)決定位移量。 進(jìn)給速度的控制進(jìn)給速度的控制 脈沖頻率高，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就高，脈沖頻率高，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就高，反之則

12、低，即脈沖頻率決定進(jìn)給速度。反之則低，即脈沖頻率決定進(jìn)給速度。 運(yùn)動(dòng)方向的控制運(yùn)動(dòng)方向的控制 改變分配脈沖的相序，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正、改變分配脈沖的相序，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，從而改變運(yùn)動(dòng)方向。反轉(zhuǎn)，從而改變運(yùn)動(dòng)方向。 與一般交流和直流電動(dòng)機(jī)所不同的是，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子繞組所與一般交流和直流電動(dòng)機(jī)所不同的是，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子繞組所加的電源形式為脈沖電壓，而不是正弦電壓或者恒定直流電壓。加的電源形式為脈沖電壓，而不是正弦電壓或者恒定直流電壓。 按電磁吸引的原理工作的。必須抓住兩點(diǎn)：按電磁吸引的原理工作的。必須抓住兩點(diǎn)： 磁力線力圖走磁阻最小的路徑，從而產(chǎn)生反應(yīng)力矩磁力線力圖走磁阻最小的路徑，從而

13、產(chǎn)生反應(yīng)力矩 各相定子齒之間彼此錯(cuò)齒各相定子齒之間彼此錯(cuò)齒1/m1/m齒距，齒距，m m為相數(shù)為相數(shù)幾個(gè)概念的含義：幾個(gè)概念的含義： “ “拍拍”- - 定子相繞組每改變一次定子相繞組每改變一次 通電狀態(tài)，稱為通電狀態(tài)，稱為“一拍一拍”。 “ “單單”- - 指只有一相繞組通電。指只有一相繞組通電。 “ “雙雙”- - 指有兩相繞組同時(shí)通電。指有兩相繞組同時(shí)通電。 A A B B C C 定子 轉(zhuǎn)子 繞組 3. 3. 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 步進(jìn)電機(jī)工作原理示意步進(jìn)電機(jī)工作原理示意動(dòng)畫模擬動(dòng)畫模擬(1) “(1) “單三拍單三拍”供電方式的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理供電

14、方式的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 第一拍：第一拍：A A相勵(lì)磁繞組通電，相勵(lì)磁繞組通電，B B、C C相勵(lì)磁繞組斷電。相勵(lì)磁繞組斷電。A A相定子磁相定子磁極的電磁力要使相鄰轉(zhuǎn)子齒與其對(duì)齊極的電磁力要使相鄰轉(zhuǎn)子齒與其對(duì)齊( (使磁阻最小使磁阻最小) )，B B相和相和C C相定相定、轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒分別為、轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒分別為1/31/3齒距齒距(3 (3) )和和2/32/3齒距齒距(6 (6) )。 第二拍：第二拍：B B相繞組通電，相繞組通電，A A、C C相繞組斷電。電磁反應(yīng)力矩使轉(zhuǎn)相繞組斷電。電磁反應(yīng)力矩使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)3 3，與，與B B相的定子齒對(duì)齊，此時(shí)相的定子齒對(duì)齊，此時(shí)A

15、A、C C相的定相的定、轉(zhuǎn)子齒互相錯(cuò)開。、轉(zhuǎn)子齒互相錯(cuò)開。 第三拍：第三拍：C C相繞組通電，相繞組通電，A A、B B相繞組斷電。電磁反應(yīng)相繞組斷電。電磁反應(yīng)力距又使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向力距又使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了轉(zhuǎn)動(dòng)了3 3，與，與C C相定子齒相定子齒對(duì)齊，同時(shí)對(duì)齊，同時(shí)A A相、相、B B相定、相定、轉(zhuǎn)子齒錯(cuò)開，重復(fù)通電順轉(zhuǎn)子齒錯(cuò)開，重復(fù)通電順序：序： A B C A A B C A 單三拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)單三拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 若定子繞組通電順序?yàn)槿舳ㄗ永@組通電順序?yàn)锳 C B AA C B A ，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子就，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)，其步距角仍為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)，其步距角仍

16、為3 3。 單三拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角單三拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 重復(fù)單三拍的通電順序，重復(fù)單三拍的通電順序，A B C AA B C A ，步進(jìn)電機(jī)就順，步進(jìn)電機(jī)就順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)，對(duì)應(yīng)每個(gè)指令脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一固定角度時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)，對(duì)應(yīng)每個(gè)指令脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一固定角度3 3( (步距角步距角) )。 單三拍通電控制方式的缺點(diǎn)單三拍通電控制方式的缺點(diǎn) 由于每拍只有一相繞組通電，在切換瞬間可能失去自鎖力矩，由于每拍只有一相繞組通電，在切換瞬間可能失去自鎖力矩，容易失步。而且，只有一相繞組通電吸引轉(zhuǎn)子，易在平衡位置附近容易失步。而且，只有一相繞組通電吸引轉(zhuǎn)子，易在平衡位置附近產(chǎn)生振蕩。因此，單三

17、拍通電控制方式，工作穩(wěn)定性差，一般較少產(chǎn)生振蕩。因此，單三拍通電控制方式，工作穩(wěn)定性差，一般較少采用。采用。動(dòng)畫模擬動(dòng)畫模擬 若定子繞組的通電順序?yàn)椋喝舳ㄗ永@組的通電順序?yàn)椋篈B BC CA AB ，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。 (2) (2) 雙三拍工作方式雙三拍工作方式 采用雙三拍通電控制方式，能克服單三拍工作的缺點(diǎn)。采用雙三拍通電控制方式，能克服單三拍工作的缺點(diǎn)。 若定子繞組的通電順序?yàn)槿舳ㄗ永@組的通電順序?yàn)?AB BC CA AB AB BC CA AB ，則步，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從一個(gè)磁場(chǎng)最強(qiáng)處走到了另一進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就順

18、時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從一個(gè)磁場(chǎng)最強(qiáng)處走到了另一個(gè)磁場(chǎng)最強(qiáng)處，故其步距角仍為個(gè)磁場(chǎng)最強(qiáng)處，故其步距角仍為3 3動(dòng)畫模擬動(dòng)畫模擬 每切換一次，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)每切換一次，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)1.51.5，步距角減小，步距角減小一半。原因是：當(dāng)由一半。原因是：當(dāng)由A A相切換到相切換到ABAB相通電時(shí)，相通電時(shí)，A A相定子磁極力圖不相定子磁極力圖不讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，而保持與其定子齒對(duì)齊，而讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，而保持與其定子齒對(duì)齊，而B B相定子磁極的電磁反應(yīng)相定子磁極的電磁反應(yīng)力矩也力圖使其順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也力圖使其順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)3 3，與，與B B相定子齒對(duì)齊，此時(shí)，轉(zhuǎn)子齒相定子齒對(duì)齊，此時(shí)，轉(zhuǎn)子齒與與A

19、 A相、相、B B相定子齒均未對(duì)齊，此位置是相定子齒均未對(duì)齊，此位置是A A相、相、B B相定子合成磁場(chǎng)的相定子合成磁場(chǎng)的最強(qiáng)方向，即轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)最強(qiáng)方向，即轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)1.51.5。 若通電順序?yàn)椋喝敉婍樞驗(yàn)椋篈 AC C BC B AB A A AC C BC B AB A 則步則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，步距角仍為進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，步距角仍為1.51.5。 三相六拍控制方式比三相三拍控制方式步距角小一半；在切換三相六拍控制方式比三相三拍控制方式步距角小一半；在切換時(shí)，保持一相繞組通電，工作穩(wěn)定，比雙三拍增大了穩(wěn)定區(qū)。所以時(shí)，保持一相繞組通電，工作穩(wěn)定，

20、比雙三拍增大了穩(wěn)定區(qū)。所以三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常采用這種控制方式。三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常采用這種控制方式。(3) (3) 三相六拍工作方式三相六拍工作方式 通電順序：通電順序：A AB B BC C CA A A AB B BC C CA A 動(dòng)畫模擬動(dòng)畫模擬二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)及選擇二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)及選擇1. 1. 步距角步距角 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每步的轉(zhuǎn)角稱為步距角，計(jì)算公式：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每步的轉(zhuǎn)角稱為步距角，計(jì)算公式： 式中式中 mm步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù) ZZ轉(zhuǎn)子齒數(shù)轉(zhuǎn)子齒數(shù) KK控制方式系數(shù)，控制方式系數(shù)， K=K=拍數(shù)拍數(shù)p/p/相數(shù)相數(shù)m m 廠家對(duì)于每種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)給出廠家對(duì)于每

21、種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)給出兩種步距角，兩種步距角，彼此相差一倍。大彼此相差一倍。大步距角系指控制供電拍數(shù)與相數(shù)相等時(shí)的步距角；小步距角系指供步距角系指控制供電拍數(shù)與相數(shù)相等時(shí)的步距角；小步距角系指供電拍數(shù)是相數(shù)兩倍時(shí)的步距角。電拍數(shù)是相數(shù)兩倍時(shí)的步距角。)(360KmZ=步距角的選擇：步距角的選擇： 根據(jù)總體方案要求，綜合考慮，通過(guò)下式進(jìn)行：根據(jù)總體方案要求，綜合考慮，通過(guò)下式進(jìn)行： 式中式中 脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量 SS絲杠螺距絲杠螺距(mm)(mm) 步距角步距角 i電動(dòng)機(jī)與絲杠間的齒輪傳動(dòng)減速比電動(dòng)機(jī)與絲杠間的齒輪傳動(dòng)減速比 如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 和絲杠螺距和絲杠螺距S( S(基

22、本導(dǎo)程基本導(dǎo)程) )不能滿足脈沖不能滿足脈沖當(dāng)量當(dāng)量 的要求時(shí)，應(yīng)在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲杠之間加入齒輪傳動(dòng)，用減的要求時(shí)，應(yīng)在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲杠之間加入齒輪傳動(dòng)，用減速比來(lái)滿足速比來(lái)滿足 的要求。的要求。)/(360脈沖mmiS=2. 2. 最大靜轉(zhuǎn)距最大靜轉(zhuǎn)距 T Tjmaxjmax (Nm) (Nm) 靜態(tài)：靜態(tài)：當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不改變通電狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子處在不動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不改變通電狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子處在不動(dòng)狀態(tài)。 靜態(tài)轉(zhuǎn)距：靜態(tài)轉(zhuǎn)距：如果在電動(dòng)機(jī)軸上外加一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)距，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)如果在電動(dòng)機(jī)軸上外加一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)距，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度一個(gè)角度 e e，這時(shí)轉(zhuǎn)子受的電磁轉(zhuǎn)距，這時(shí)轉(zhuǎn)子受的電磁轉(zhuǎn)距T T。 矩角

23、特性：矩角特性：描述靜態(tài)時(shí)電磁轉(zhuǎn)距描述靜態(tài)時(shí)電磁轉(zhuǎn)距T T與與 e e之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。 在靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，當(dāng)外加轉(zhuǎn)距去除時(shí)，轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)距作用下在靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，當(dāng)外加轉(zhuǎn)距去除時(shí)，轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)距作用下，仍能回到穩(wěn)定平衡點(diǎn)位置，仍能回到穩(wěn)定平衡點(diǎn)位置( ( e e0) 0)。/20-/2靜穩(wěn)定區(qū)靜穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)穩(wěn)定平衡點(diǎn)穩(wěn)定平衡點(diǎn)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)TeTjmax最大靜轉(zhuǎn)距最大靜轉(zhuǎn)距 T Tjmaxjmax 的選擇的選擇 負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TF F 應(yīng)滿足應(yīng)滿足 T TF F = =（0.20.40.20.4） T Tjmaxjmax 3. 3. 空載起動(dòng)頻率空

24、載起動(dòng)頻率fq fq （步（步/s/s） 空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然起動(dòng)，進(jìn)入空載時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止突然起動(dòng)，進(jìn)入不丟步不丟步的正常運(yùn)的正常運(yùn)行的行的最高頻率最高頻率。是衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)快速性能的重要技術(shù)數(shù)據(jù)。是衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)快速性能的重要技術(shù)數(shù)據(jù)。對(duì)于提高生產(chǎn)率和系統(tǒng)的快速性具有重要意義。對(duì)于提高生產(chǎn)率和系統(tǒng)的快速性具有重要意義。 fq fq 應(yīng)能滿足機(jī)床工作臺(tái)最高運(yùn)行速度。應(yīng)能滿足機(jī)床工作臺(tái)最高運(yùn)行速度。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率要比連續(xù)運(yùn)行頻率低得多起動(dòng)頻率要比連續(xù)運(yùn)行頻率低得多，帶負(fù)載的帶負(fù)載的起動(dòng)頻率比空載的起動(dòng)頻率要低起動(dòng)頻率比空載的起動(dòng)頻率要低。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)。這是因

25、為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，既要克服負(fù)載力矩，又要克服運(yùn)轉(zhuǎn)部分的慣性矩，電動(dòng)機(jī)的，既要克服負(fù)載力矩，又要克服運(yùn)轉(zhuǎn)部分的慣性矩，電動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)比連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)重。負(fù)擔(dān)比連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)重。 Tf4. 4. 起動(dòng)矩頻特性起動(dòng)矩頻特性 描述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)描述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率與負(fù)載力矩起動(dòng)頻率與負(fù)載力矩的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶著一定的負(fù)載轉(zhuǎn)距起動(dòng)時(shí)，作用在電動(dòng)機(jī)軸上當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶著一定的負(fù)載轉(zhuǎn)距起動(dòng)時(shí)，作用在電動(dòng)機(jī)軸上的加速轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩之差。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，加速轉(zhuǎn)的加速轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩之差。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，加速轉(zhuǎn)矩就越小，電動(dòng)機(jī)就不易轉(zhuǎn)起來(lái)。因此，其起動(dòng)頻率隨著負(fù)載的矩就越小，電動(dòng)機(jī)就不易轉(zhuǎn)

26、起來(lái)。因此，其起動(dòng)頻率隨著負(fù)載的增加而下降。增加而下降。Tf5. 5. 運(yùn)行矩頻特性運(yùn)行矩頻特性 運(yùn)行矩頻特性運(yùn)行矩頻特性T Tf(F)f(F)是描述步是描述步進(jìn)進(jìn) 電動(dòng)機(jī)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行電動(dòng)機(jī)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩T T與連續(xù)運(yùn)行頻率之間的關(guān)系。它是與連續(xù)運(yùn)行頻率之間的關(guān)系。它是衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承載能力的衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承載能力的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源1. 1. 作用作用 發(fā)出一定功率的電脈沖信號(hào)，使定子勵(lì)磁繞組順序通電。發(fā)出一定功率的電脈沖信號(hào)，使定子勵(lì)磁繞組順序通電。2. 2. 基本要求基本要求 (1) (1) 電源的基

27、本參數(shù)與電動(dòng)機(jī)相適應(yīng)；電源的基本參數(shù)與電動(dòng)機(jī)相適應(yīng)； (2) (2) 滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率的要求；滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率的要求； (3) (3) 抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠；抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠； (4) (4) 成本低，效率高，安裝維修方便。成本低，效率高，安裝維修方便。3. 3. 組成組成 由環(huán)形分配器和功率放大器組成。由環(huán)形分配器和功率放大器組成。(1) (1) 環(huán)形分配器環(huán)形分配器 主要功能是將主要功能是將CNCCNC裝置的插補(bǔ)脈沖，按步進(jìn)電動(dòng)裝置的插補(bǔ)脈沖，按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所要求的規(guī)律分配給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的各相輸入端，以控制機(jī)所要求的規(guī)律分配給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的

28、各相輸入端，以控制勵(lì)磁繞組的導(dǎo)通或關(guān)斷。同時(shí)由于電動(dòng)機(jī)有正反轉(zhuǎn)要求，所以環(huán)形勵(lì)磁繞組的導(dǎo)通或關(guān)斷。同時(shí)由于電動(dòng)機(jī)有正反轉(zhuǎn)要求，所以環(huán)形分配器的輸出是周期性的，又是可逆的。分配器的輸出是周期性的，又是可逆的。 硬件環(huán)形分配器硬件環(huán)形分配器 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和控制方式設(shè)計(jì)的真值根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和控制方式設(shè)計(jì)的真值表或邏輯關(guān)系式，采用邏輯門電路和觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般由與非門表或邏輯關(guān)系式，采用邏輯門電路和觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般由與非門和和J JK K觸發(fā)器組成。常用的是專用集成芯片或通用可編程邏輯器觸發(fā)器組成。常用的是專用集成芯片或通用可編程邏輯器件組成的環(huán)形分配器。件組成的環(huán)形分配器。 軟件環(huán)形分配

29、器軟件環(huán)形分配器 按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求編制不同的軟環(huán)分程序按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求編制不同的軟環(huán)分程序，存入，存入EPROMEPROM中。中。軟件環(huán)形分配器舉例軟件環(huán)形分配器舉例 對(duì)于三相六拍環(huán)形分配器，每當(dāng)接收到一個(gè)進(jìn)給脈沖指令，環(huán)對(duì)于三相六拍環(huán)形分配器，每當(dāng)接收到一個(gè)進(jìn)給脈沖指令，環(huán)形分配器軟件根據(jù)下表所示真值表，按順序及形分配器軟件根據(jù)下表所示真值表，按順序及 方向控制輸出接口方向控制輸出接口將將A A、B B、C C的值輸出即可。如果上一個(gè)進(jìn)給脈沖到來(lái)時(shí)，控的值輸出即可。如果上一個(gè)進(jìn)給脈沖到來(lái)時(shí)，控 制制 輸輸 三相六拍環(huán)形分配器真值表三相六拍環(huán)形分配器真值表 序號(hào)序號(hào)A AB BC C方向方

30、向1 11 10 00 0 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)2 21 11 10 03 30 01 10 04 40 01 11 15 50 00 01 16 61 10 01 1出接口輸出的出接口輸出的A A、B B、C C的值是的值是100100，則對(duì)于下一個(gè)正向進(jìn)給脈沖指令，則對(duì)于下一個(gè)正向進(jìn)給脈沖指令，控制輸出接口輸出的值是控制輸出接口輸出的值是110110，再下一個(gè)正向進(jìn)給脈沖，應(yīng)是再下一個(gè)正向進(jìn)給脈沖，應(yīng)是010010，而使步進(jìn)電機(jī)正向地旋轉(zhuǎn)，而使步進(jìn)電機(jī)正向地旋轉(zhuǎn)起來(lái)。實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，靈活方便。起來(lái)。實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，靈活方便。兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)（軟件環(huán)形分配器）兩坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)（軟

31、件環(huán)形分配器） X X向和向和Z Z向步進(jìn)電機(jī)的三相定子繞組分別為向步進(jìn)電機(jī)的三相定子繞組分別為A A、B B、C C相和相和abcabc相相，分別經(jīng)各自的放大器、光電耦合器與計(jì)算機(jī)的，分別經(jīng)各自的放大器、光電耦合器與計(jì)算機(jī)的PIO(PIO(并行輸入并行輸入/ /輸出接口輸出接口) )的的PA0PA0一一PA5PA5相連。相連。光光 電電耦合器耦合器光光 電電耦合器耦合器功功 放放功功 放放X向向步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)Y向向步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)PA0PA1PA2PA3PA4PA5PIO硬件環(huán)形分配器硬件環(huán)形分配器 例：專用集成芯片例：專用集成芯片CH250CH250方向CP100 k1 mF217910

32、16612 V111213R*RCPJ6LJ6rJ3rJ3LUs14 158WVUENUD(b)UDJ3LJ3rWVUR*RJ6rJ6LUsCPEN16151413121110912345678(a)引腳功能引腳功能連線圖連線圖三相硬件環(huán)形分配器的驅(qū)動(dòng)控制三相硬件環(huán)形分配器的驅(qū)動(dòng)控制 CLK CLK 為指令脈沖為指令脈沖 DIR DIR 為旋轉(zhuǎn)方向，為旋轉(zhuǎn)方向， FULL/HALF FULL/HALF 為整步為整步/ /半半步的控制。步的控制。 CNCCNC裝置裝置電源電源A A相驅(qū)動(dòng)相驅(qū)動(dòng)B B相驅(qū)動(dòng)相驅(qū)動(dòng)環(huán)形環(huán)形分配器分配器C C相驅(qū)動(dòng)相驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)脈沖脈沖方向方向方式方式三相步進(jìn)

33、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(2) (2) 功率驅(qū)動(dòng)器（功率放大電路）功率驅(qū)動(dòng)器（功率放大電路） 作用：作用：將環(huán)形分配器輸出的脈沖信號(hào)放大，以用足夠的功率將環(huán)形分配器輸出的脈沖信號(hào)放大，以用足夠的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 類型：類型：最早的功率驅(qū)動(dòng)器采用單電壓驅(qū)動(dòng)電路，后來(lái)出現(xiàn)了最早的功率驅(qū)動(dòng)器采用單電壓驅(qū)動(dòng)電路，后來(lái)出現(xiàn)了雙電壓雙電壓( (高電壓高電壓) )驅(qū)動(dòng)電路、斬波電路、調(diào)頻調(diào)壓和細(xì)分電路等。驅(qū)動(dòng)電路、斬波電路、調(diào)頻調(diào)壓和細(xì)分電路等。 圖中串接一圖中串接一電電阻阻R R0 0，為了減小回路，為了減小回路的時(shí)間常數(shù)，電阻的時(shí)間常數(shù)，電阻R R0 0并聯(lián)一并聯(lián)一電容電

34、容C C，提，提高電機(jī)的快速響應(yīng)能力和啟動(dòng)性能。高電機(jī)的快速響應(yīng)能力和啟動(dòng)性能。續(xù)流二極管續(xù)流二極管VDVD和和阻容吸收回路阻容吸收回路RCRC，是，是功率管功率管VTVT的保護(hù)線路。的保護(hù)線路。 單電壓驅(qū)動(dòng)電路的單電壓驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單是線路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)缺點(diǎn)是電流上升不夠快，高頻時(shí)帶是電流上升不夠快，高頻時(shí)帶負(fù)載能力低。負(fù)載能力低。 單電壓驅(qū)動(dòng)電路單電壓驅(qū)動(dòng)電路 圖中串接一圖中串接一電阻電阻R R0 0，為了減小回路，為了減小回路的時(shí)間常數(shù)，電阻的時(shí)間常數(shù)，電阻R R0 0并聯(lián)一并聯(lián)一電容電容C C，提，提高電機(jī)的快速響應(yīng)能力和啟動(dòng)性能。高電機(jī)的快速響應(yīng)能力和啟動(dòng)性能。續(xù)流二極管續(xù)流

35、二極管VDVD和和阻容吸收回路阻容吸收回路RCRC，是，是功率管功率管VTVT的保護(hù)線路。的保護(hù)線路。 單電壓驅(qū)動(dòng)電路的單電壓驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單是線路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)缺點(diǎn)是電流上升不夠快，高頻時(shí)帶是電流上升不夠快，高頻時(shí)帶負(fù)載能力低。負(fù)載能力低。 單電壓驅(qū)動(dòng)電路單電壓驅(qū)動(dòng)電路 高低壓驅(qū)動(dòng)電路高低壓驅(qū)動(dòng)電路 特點(diǎn)特點(diǎn)是供給步進(jìn)電機(jī)繞組有兩種電壓：一是供給步進(jìn)電機(jī)繞組有兩種電壓：一種是種是高電壓高電壓U1U1，由電機(jī)參數(shù)和晶體管特性決定，一般在，由電機(jī)參數(shù)和晶體管特性決定，一般在80v80v至更至更高范圍，另一種是高范圍，另一種是低電壓低電壓U2U2，即步進(jìn)電機(jī)繞組額定電壓，一般為，即步進(jìn)電機(jī)

36、繞組額定電壓，一般為幾伏，不超過(guò)幾伏，不超過(guò)20v20v。 高壓高壓U1U1 ，以提高繞組中電流，以提高繞組中電流上升率，當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)上升率，當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)、VT1VT1關(guān)斷、關(guān)斷、VT2VT2仍然導(dǎo)通，則仍然導(dǎo)通，則自動(dòng)切換到低壓自動(dòng)切換到低壓U2U2。 該電路的該電路的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是在較寬的頻是在較寬的頻率范圍有較大的平均電流，能率范圍有較大的平均電流，能產(chǎn)生較大且穩(wěn)定的平均轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生較大且穩(wěn)定的平均轉(zhuǎn)矩，其其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是電流波頂有凹陷，電是電流波頂有凹陷，電路較復(fù)雜。路較復(fù)雜。 高低壓驅(qū)動(dòng)電路高低壓驅(qū)動(dòng)電路 特點(diǎn)特點(diǎn)是供給步進(jìn)電機(jī)繞組有兩種電壓：一是供給步進(jìn)電機(jī)繞組有兩種電壓：一種是

37、種是高電壓高電壓U1U1，由電機(jī)參數(shù)和晶體管特性決定，一般在，由電機(jī)參數(shù)和晶體管特性決定，一般在80v80v至更至更高范圍，另一種是高范圍，另一種是低電壓低電壓U2U2，即步進(jìn)電機(jī)繞組額定電壓，一般為，即步進(jìn)電機(jī)繞組額定電壓，一般為幾伏，不超過(guò)幾伏，不超過(guò)20v20v。 高壓高壓U1U1 ，以提高繞組中電流，以提高繞組中電流上升率，當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)上升率，當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)、VT1VT1關(guān)斷、關(guān)斷、VT2VT2仍然導(dǎo)通，則仍然導(dǎo)通，則自動(dòng)切換到低壓自動(dòng)切換到低壓U2U2。 該電路的該電路的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是在較寬的頻是在較寬的頻率范圍有較大的平均電流，能率范圍有較大的平均電流，能產(chǎn)生較大且穩(wěn)定的平均

38、轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生較大且穩(wěn)定的平均轉(zhuǎn)矩，其其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是電流波頂有凹陷，電是電流波頂有凹陷，電路較復(fù)雜。路較復(fù)雜。斬波驅(qū)動(dòng)電路斬波驅(qū)動(dòng)電路 可以克服高低壓驅(qū)動(dòng)電路的波頂?shù)陌枷菰斐筛呖梢钥朔叩蛪候?qū)動(dòng)電路的波頂?shù)陌枷菰斐筛哳l輸出轉(zhuǎn)矩的下降，使勵(lì)磁繞組中的電流維持在額定值附近。頻輸出轉(zhuǎn)矩的下降，使勵(lì)磁繞組中的電流維持在額定值附近。 工作原理：工作原理：環(huán)形分配器輸出的正脈沖將環(huán)形分配器輸出的正脈沖將VT1VT1、VT2VT2導(dǎo)通，由于導(dǎo)通，由于U U1 1電壓較高，繞組回路又沒串電阻，所以繞組電流迅速上升，當(dāng)繞電壓較高，繞組回路又沒串電阻，所以繞組電流迅速上升，當(dāng)繞組電流上升到額定值以上的某一數(shù)值時(shí)，由于組電流上升到額定值以上的某一數(shù)值時(shí)，由于采樣電阻采樣電阻ReRe的反饋的反饋?zhàn)饔米饔?，?jīng)整形、放大后送至，經(jīng)整形、放大后送至VT1VT1的基極，使的基極，使VT1VT1管截止。接著繞組管截止。接著繞組由由U U2 2低壓供電，繞組中的電流立即下降，但剛降到額定值以下時(shí)低壓供電，繞組中的電流立即下降，但剛降到額定值以下時(shí), ,由于采樣電阻由于采樣電阻ReRe的反饋?zhàn)饔?，使整的反饋?zhàn)饔?，使整形電路無(wú)信號(hào)輸出，此時(shí)高壓前置形電路無(wú)信號(hào)輸出，此時(shí)高壓前