2023學(xué)年完整公開課版步進(jìn)電機(jī)

建材行業(yè)企業(yè)案例步進(jìn)電機(jī)概念

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線位移的一種特殊執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，它的運(yùn)動(dòng)形式是步進(jìn)式的，所以稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。概念步進(jìn)電機(jī)工作原理1、當(dāng)A相控制繞組通電，其余兩相均不通電，電機(jī)內(nèi)建立以定子A相極為軸線的磁場。由于磁通具有力圖走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，使轉(zhuǎn)子齒1、3的軸線與定子A相極軸線對(duì)齊2、若A相控制繞組斷電、B相控制繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子在反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)過30°，使轉(zhuǎn)子齒2、4的軸線與定子B相極軸線對(duì)齊，即轉(zhuǎn)子走了一步3、若斷開B相，使C相控制繞組通電，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向又轉(zhuǎn)過30°，使轉(zhuǎn)子齒1、3的軸線與定子C相極軸線對(duì)齊工作原理按A—B—C—A的順序輪流通電，轉(zhuǎn)子就會(huì)一步一步地按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)按A—C—B—A的順序通電，則電動(dòng)機(jī)按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速取決于各相控制繞組通電與斷電的頻率旋轉(zhuǎn)方向取決于控制繞組輪流通電的順序工作原理此種通電方式稱為三相單三拍?！叭唷笔侵溉嗖竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)；“單三拍”是指每次只有一相控制繞組通電；控制繞組每改變一次通電狀態(tài)稱為一拍，“三拍”是指改變?nèi)瓮姞顟B(tài)為一個(gè)循環(huán)。把每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。三相單三拍運(yùn)行時(shí)，步距角為30°。轉(zhuǎn)角太大，不具有實(shí)用性工作原理

如果把控制繞組的通電方式改為A→AB→B→BC→C→CA→A，即一相通電接著二相通電間隔地輪流進(jìn)行，完成一個(gè)循環(huán)需要經(jīng)過六次改變通電狀態(tài)，稱為三相單、雙六拍通電方式。

當(dāng)A、B兩相繞組同時(shí)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子齒的位置應(yīng)同時(shí)考慮到兩對(duì)定子極的作用，只有A相極和B相極對(duì)轉(zhuǎn)子齒所產(chǎn)生的磁拉力相平衡的中間位置，才是轉(zhuǎn)子的平衡位置。這樣，單、雙六拍通電方式下轉(zhuǎn)子平衡位置增加了一倍，步距角為15°。工作原理

進(jìn)一步減少步距角的措施是采用定子磁極帶有小齒，轉(zhuǎn)子齒數(shù)很多的結(jié)構(gòu)，分析表明，這樣結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其步距角可以做得很小。一般地說，實(shí)際的步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品，都采用這種方法實(shí)現(xiàn)步距角的細(xì)分。工作原理四相步進(jìn)電機(jī)工作原理步進(jìn)電機(jī)接線

安裝步進(jìn)電機(jī)，必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明的要求進(jìn)行。步進(jìn)電機(jī)是一精密裝置，安裝時(shí)注意不要敲打它的軸端，更千萬不要拆卸電機(jī)。不同的步進(jìn)電機(jī)的接線有所不同，86BYG250AN-SAFRBL-0361接線圖如圖所示，A、B相互換就能改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。86BYG250AN-SAFRBL-0361的接線接線

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要專門的驅(qū)動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)器）供電，驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一個(gè)有機(jī)的整體，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能是電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器二者配合所反映的綜合效果。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能是接收來自控制器（PLC）的一定數(shù)量和頻率脈沖信號(hào)以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的信號(hào)，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出脈沖信號(hào)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的組成包括脈沖分配器和脈沖放大器兩部分，主要解決向步進(jìn)電機(jī)的各相繞組分配輸出脈沖和功率放大兩個(gè)問題。接線

脈沖分配器是一個(gè)數(shù)字邏輯單元，它接收來自控制器的脈沖信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)，把脈沖信號(hào)按一定的邏輯關(guān)系分配到每一相脈沖放大器上，使步進(jìn)電機(jī)按選定的運(yùn)行方式工作。由于步進(jìn)電機(jī)各相繞組是按一定的通電順序并不斷循環(huán)來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能的，因此脈沖分配器也稱為環(huán)形分配器。實(shí)現(xiàn)這種分配功能的方法有多種，例如，可以由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和門電路組成，也可由可編程邏輯器件組成。接線

脈沖放大器是進(jìn)行脈沖功率放大。因?yàn)閺拿}沖分配器能夠輸出的電流很?。ê涟布?jí)），而步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)需要的電流較大，因此需要進(jìn)行功率放大。此外，輸出的脈沖波形、幅度、波形前沿陡度等因素對(duì)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行性能有重要的影響。細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式不僅可以減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，提高分辨率，而且可以減少或消除低頻振動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)均勻。接線SH-20806N驅(qū)動(dòng)器接線圖接線一般來說，每一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)大都有其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，例如，2相步進(jìn)電機(jī)86BYG250AN與之配套的驅(qū)動(dòng)器是SH-20806N2相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器可采用直流24V～70V電源供電。倉儲(chǔ)單元中，該電源由輸送單元專用的開關(guān)穩(wěn)壓電源（DC24V8A）供給。輸出電流和輸入信號(hào)規(guī)格為：①輸出相電流為3.0A～5.8A，輸出相電流通過撥動(dòng)開關(guān)設(shè)定；驅(qū)動(dòng)器采用自然風(fēng)冷的冷卻方式；接線②控制信號(hào)的輸入電路采用光耦隔離。由于西門子CPU226CNDC/DC/DC輸出的是24V電壓信號(hào)，因此要使用2KΩ限流電阻進(jìn)行限流。CPU226CNDC/DC/DC的輸出信號(hào)時(shí)PNP類型，因此要把PNP轉(zhuǎn)換為NPN類型輸出。限流電阻和轉(zhuǎn)換電路都集成在隔離版中。無需再接限流電阻和轉(zhuǎn)換電路。③在本系統(tǒng)中只使用了脈沖和方向信號(hào)，其它信號(hào)未被使用。接線

通過SH-20806N驅(qū)動(dòng)器的側(cè)板上的撥碼開關(guān)選擇8中細(xì)分模式，同樣也可以通過在輸入信號(hào)選擇端子上加對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)完成同樣的功能，信號(hào)端子和細(xì)分選擇開關(guān)一一對(duì)應(yīng)（例如：MS1對(duì)應(yīng)第1位細(xì)分選擇開關(guān)），細(xì)分選擇撥碼開關(guān)設(shè)置于“ON”時(shí)，等效于對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)端子輸入低電平（內(nèi)部光耦導(dǎo)通），當(dāng)選擇撥碼開關(guān)設(shè)定和端子的信號(hào)不一致時(shí)，以細(xì)分選擇撥碼開關(guān)置于“ON”和端子低電平為優(yōu)先。因此要正確使用輸入信號(hào)端子控制細(xì)分，請(qǐng)將側(cè)板第1，2，3位細(xì)分選擇開關(guān)設(shè)置為“OFF”狀態(tài)。細(xì)分和輸出電流設(shè)置請(qǐng)分別見表2.2(a)和(b)分別為細(xì)分設(shè)置表和電流設(shè)定表。接線細(xì)分設(shè)置表DIP1DIP2DIP3細(xì)分OFFOFFOFF信號(hào)控制ONOFFOFF8細(xì)分OFFOFFON整步ONOFFON16細(xì)分OFFONOFF半步ONONOFF32細(xì)分OFFONON4細(xì)分ONONON64細(xì)分輸出電流設(shè)置表DIP4DIP5DIP