“微特电机”讲座第4讲：步进电动机原理及其应用

1 原理 步进电动机是一种随电脉冲信号作步进增量运动的电动机,能将电脉冲信号转换成角位移或线位移,因此,也可将它视为同步电动机。步进电动机优点如下：在不失步的情况下,步进电动机步距不受电压、负载条件和环境温度变化的影响;     

一种三相步进电动机的细分驱动电路

随着数控技术的发展,特别是计算机控制技术的发展,步进电动机作为一种伺服电动机得到了日益广泛的应用。在一个自动控制系统中将一些数字信息转换成相应的线位移或角位移是必不可少的,而步进电动机的工作特点正好能够满足这种要求,因此它常常在控制系统中用作执行元件和功率驱动元件。步进电动机的优点十分显著,但也有一些不足的地方,例如步进电动机是通过对序列脉冲的控制来工作的,每走一步都要产生一定的振动和噪音,特别是工作在低频段时,这种振动会影响加工工件的表面光洁度。为了使步进电动机也能象连续运转的伺     

伺服系统的可编程序控制

步进电动机是将脉冲信号转换成角位移(或线位移)的一种机电式数模转换器。其转子的转角(或位移)与输入的电脉冲数成正比,它的速度与脉冲频率成正比,而运动方向是由步进电动机的通电顺序所决定。采用步进电动机的伺服系统为开环伺服系统,其组成如图1所示。步进电动机开环伺服系统由于其     

功率步进电动机测试电源

功率步进电动机作为开环系统中的驱动元件,已经得到广泛应用。为了检测步进电动机的性能,我们研制了功率步进电动机测试电源。对步进电机测试电源的主要要求是: (1)有一适应步进电机测试要求的控制线路,如可以点动、自动升降频等。(2)其驱动主电路稳定可靠,能夠在测试频率范围内提供幅值足够、前后沿较好(接近矩形波)的励磁电流。我们研制的功率步进电动机测试电源系统方框图如图1所示。     

对步进电动机步距角的分析和计算

步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电机，步进电动机的角位移、线位移或其控制系统的精确度都与步进电动机的步距角有关。步距角是一个重要的基本参数，下面针对步进电动机步距角作专门分析。     

国外直线增量运动电动机的发展

直线增量运动电动机是一种把电脉冲信号直接转换成微步直线步进运动的驱动装置，在原理、构造和生产工艺上均不同于旋转电机。本文介绍了其诞生与发展，主要优缺点及其应用前景。     

步进电动机——发展之路与产品开发初探

步进电动机今后的发展方向是寻求一种快速性有较明显提高的主流系列产品,关键是要提高电动机的最大比转矩系数Cmt,同时要考虑技术经济指标和制造工艺适合量产等,分析了追求步进电动机性能提高过程中的成果,增强型结构的混合步进电动机很突出,应能成为主流步进电动机发展的趋势.增强型电动机样机的测试表明:最大比转矩系数明显提高,基本上能达到通用伺服电动机的水平;开环运行转速和输出功率明显提高;不饱和的转矩特性,改变了步进电动机因饱和特性而不是理想的适合闭环控制的电动机类型,增强型电动机采用闭环控制可以获得接近或类似通用交流伺服电动机系统的快速性和过载能力.     

用相位计测试步进电动机步距精度

步距精度是步进电动机的一项重要指标,测试步距精度的方法有多种,如光学分度头法、工具显微镜法及光电编码器法等。这些方法的测量装置都是一些大型固定设备,机动性差,给测试工作带来不便。为此,本文给出用相位计测试步距精度的方法,它具有灵活机动,数字化的优点。 1.测试原理 图1是它的测试框图。步进电动机与一台单极感应移相器同轴连接,感应移相器作角度传感器,将步进电动机步进角位移转换成电的相位移,相位计上显示的相位移角度就是步进电动机的角位移角度,可方便地计算出步距误差。     

基于脉冲均衡输出的步进电动机多轴向联动控制

提出智能化步进电动机多轴向集中控制方法。通过DSP控制系统向多个轴向步进电动机发送控制信号,采用DA转换部分将控制信号转换成细分功能所需的细分值模拟量。通过DSP控制系统的软件编程计算改变脉冲,实现脉冲均衡。构建步进电动机多轴向联动控制模型。设计控制方案以及硬件结构,利用8254定时计数芯片设定时间基准,通过GP1和GP2的PWM脉冲分别控制两轴步进电动机,并将DSP与8254定时计数芯片相结合,设置步进电动机神经网络拓扑结构,构建基于均衡脉冲的步进电动机多轴向联动控制模型,实现智能化步进电动机的多轴向联动控制。实验结果表明,该方法控制的智能化步进电动机在给定频率为20～2 000 Hz之间时,最大误差均未超过2 Hz,输出频率曲线波动小,电机运行稳定,抗干扰能力较强,并且控制精度高、能耗低。     

步进电动机功率放大电路

步进电动机是开环控制的数控机床中的驱动元件,它是靠数控系统发出脉冲信号控制其产生角位移.因为脉冲信号的功率很小,不能直接推动步进电动机旋转,所以必须经过功率放大电路放大后,再去控制步进电动机.     

EPM型步进电动机及其驱动回路

本文根据和日本富士通公司清水宽亮的技术座谈写成,简要介绍此类步进电动机的性能、结构及控制线路。一、概述步进电动机是将电脉冲信号转换成线位移或角位移的电磁机械元件,又可称为脉冲电动机。其位移量与输入脉冲成比例,在时间上与脉冲时间同步。     

运动控制电机之步进电机

用电机学的观点分析了步进电动机在当今运动控制类电动机中所处的地位;指出当今步进电动机主流产品的多极永磁感应子式结构,决定了它精确定位、控制简单方便和快速性弱势等特点,指出今后发展的方向是克服快速性的弱势.这需要新的电机学的思路.     

步进电动机主流系列产品之升级——超强型混合式步进电动机

步进电动机的发展方向是寻求一种快速性有明显提高的主流系列产品。增强型结构的混合式步进电动机被认为应能成为主流步进电动机的发展趋势。本文是上述思路延续工作的阶段性成果,是对上述发展之路的确认和新的发展,提出了混合式步进电动机的超强型齿层新结构,使混合式步进电动机的比转矩系数进一步提高,并对系列产品综合技术经济指标提升问题深入和具体化,采取的技术措施系统配套,使新系列产品的开发工作进入工业样机阶段。     

步进电动机国内外近期发展展望

步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转换元件。在经历了一个大的发展阶段后，目前其发展趋于平缓。然而，由于步进电动机的工作原理和其它电动机有很大的差别，具有其它电动机所没有的特性。因此，它仍然能根据市场的需求，沿着小型、高效、低价的方向发展。     

基于PLC的步进电动机的控制

步进电动机是一种基于脉冲控制的电气元件。介绍了步进电动机和驱动器的特点和作用,分析了西门子S7-200在步进电动机控制方面的应用,该控制系统还具有人机对话功能。通过分析得出,在中小功率设备中采用PLC控制步进电动机是一种切实可行的控制方案。     

三相混合式步进电动机斩波驱动方式的实现

在分析反应式和混合式步进电动机不同驱动特点的基础上，提出了三相混合式步进电动机的斩波驱动方式。针对具有上、下桥臂的逆变器，论述绕组电流的检测和转换。为提高驱动器的运行可靠性，设计了功率器件的保护电路。     

三相混合式步进电动机及其驱动线路

本文阐述三相混合式步进电动机的作用原理和基本的驱动线路。通过实验样机与同类型的反应式步进电动机进行比较,显示出混合式步进电动机具有输入功率小、输了转矩大、绕组电感量小和有定位力矩等优点。同时它与二相和四项混合式步进电动机相比较也显示了具有较高的电机运行频率和较小的转矩脉动的优点.     

HF—1型步进电动机分配器及其应用

一、步进电动机和环形分配器步进电动机是目前在程控、数控和计算机控制系统中得到广泛应用的一种伺服电动机,它能将输入的数字脉冲转换成相应的角位移输出,并具有较好的静态和动态特性,其步距和转速既不受控制线路暂态电压波动和负载变化的影响,也不受环境条件(温度、气压、冲击、振动等)变化的影响,保持着每转固定的步距数。它的转速与控制脉冲的频率同步,且可以在相当宽的范围内平滑调节,还能按照控制脉冲的要求立即起动,正转、反转、停止和自锁定位。此外,步进电动机     

直线步进电动机的优点及其应用

直线步进电动机(LSTM_s)是一种将输入脉冲(或数字)转换成步进直线运动(或模拟)输出的机电装置。若控制得恰当,电机的直线步数等于输入脉冲个数,因此输入一个脉冲,电机沿直线移动一个增量。尽管旋转步进电机的作用与直线步进电机相似。但这里提到的LSTM_s没有旋转步进电机应用广泛。 LSTM_s适用于短行程(最大0.5m)直线步进装置,并对这一运用领域还将作进一步的研究。随着微处理控制器的发展,LSTM_s正用于计算机辅助工业上,比如所谓的Sawy     

二相步进电动机系统高频运行牵出转矩的提升

给出一种电流补偿的方法 ,使得半步方式运行的二相混合式步进电动机和牵出特性在高频运行的一定频段内得以提高 ,增大了该电动机系统的可用功率