步进电机详细讲解

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,步进电动机,开环伺服系统,一、组成,伺服驱动单元、执行元件、传动机构,CNC,步进电机,驱动放大,工作台,二、步进电机,将,电脉冲,转变成,机械角位移,的装置,电脉冲,机械角位移,大小,输入脉冲个数,速度 输入脉冲频率,方向：绕组通电顺序,3.,工作原理,三拍,通电激磁，步距角,=,=3,o,一般,=,m,绕组相数；,Z,转子齿数，单拍,k=1,双拍,k=2。,六拍,通电激磁，步距角,=1.5,o,下一页,上一页,返回,3.,工作原理,定子绕组,通断电顺序,转子,转向,定子绕组,通断电转换频率,转子,转速,定子绕组,通断电次数,转子,转角,三相单三拍,A B C A,（K=1）,三相双三拍,AB BC CA AB,（K=1）,三相六拍,A AB B BC C CA A,（K=2）,通断电方式,下一页,上一页,4.,步进电机的选择,1)步进电机选择原则：,步矩角,与机械系统相匹配，以得到系统所需的,保证电机,输出转矩,，大于负载所需转矩,能与机械系统的负载,惯量相匹配,为使电机具有良好的,起动,性能及较快的,响应,速度,推荐,J,leq,/Jm,=4,式中,J,leq,为系统,等效负载,转动惯量,Jm,为,电机,转动惯量,电机,运行速度,和,最高工作频率,能满足工作台切削加工,和快移要求。,=,t/360,i,下一页,上一页,计算步进电机运行频率,步进电机运行频率,f(Hz),f=,V,/(60,),式中,V,工作台进给速度,mm/min,下一页,上一页,2),步进电机选择步骤,2)步进电机选择步骤,初定步进电机,步距角,，计算,减速比,，确定,齿轮副,初选步进电机型号，根据其工作方式，初定步距角,i=Z1/Z2=,t/360,下一页,上一页,:,步进电机步距角,(,o,)/,脉冲,t,:,滚珠丝杆导程,，,mm,:,脉冲当量,，,mm/,脉冲,计算惯量,下一页,上一页,2)步进电机选择步骤,设,传动系统,如右图所示：,伺服系统总惯量,J,G,为,J,G,=,J,m,+J,leq,式中：,J,m,步进电机,转子转动惯量,J,leq,换算到电机轴上的,等效负载转动惯量,2)步进电机选择步骤,计算惯量,n,m,步进,电机速度,r/min,n,i,第,i,个,转动部件的转速,r/min,J,i,第,i,个转动部件的,转动惯量,kg,.,m,2,V,j,第,j,个移动部件的,移动速度,m/min,M,j,第,j,个移动部件的,质量,kg,计算惯量,2)步进电机选择步骤,图示的,一级,齿轮减速系统,V=,n,z2,.,t,式中,V,工作台移动速度,m/min,t,丝杆导程,m,计算惯量,2)步进电机选择步骤,式中,J,z1,齿轮1的转动惯量,kg,.,m,2,J,z2,齿轮2的转动惯量,kg,.,m,2,J,s,丝杆2的转动惯量,kg,.,m,2,M,w,工作台的质量,kg,例题,1.,已知,脉冲当量,0.005,mm,，,步进电机,步距角,为,0.75,，滚珠丝杠基本,导程,为,4,mm,，,求减速器的,传动比,.,所以，减速器传动比为,3:5,。,解：脉冲当量,返回,2,、如图示，一台五相十拍运行的步进电动机，通过一对减速齿轮，滚珠丝杠副带动工作台移动。齿轮,1,的齿数选定为,Z1=27,，步进电动机转子转子齿数,Zr,=48,，并设定步进电动机每走一步，工作台移动,5m,。当丝杠导程,t,=4mm,，时，试求齿轮,2,的齿数,Z2,。,3,某数控机床的进给伺服系统中，已知齿轮分度圆直径,d1=64mm,，,d2=80mm,，齿轮宽度,B=20mm,，丝杠直径,d3=40mm,，长度,l,=1500mm,，工作台质量,m=150kg,。在某一时刻，齿轮转速,n1=500r/min,，,n2=400r/min,，工作台移动速度,v=2m/min,，试求此系统转换到电动机轴上的等效转动惯量。,