机械电气控制第四章步进电机
步进电机控制实训报告(3篇)
第1篇一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，使学生掌握步进电机的原理、驱动方式及其在控制系统中的应用。
通过实训，培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力，提高学生对步进电机控制系统的理解。
二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX大学电气工程与自动化学院实验室四、实训内容1. 步进电机基本原理及驱动方式2. 步进电机驱动电路设计与搭建3. 步进电机控制系统编程与调试4. 步进电机应用案例分析五、实训过程（一）步进电机基本原理及驱动方式1. 步进电机原理：步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或直线位移的电动机。
其特点是转速、转向可控，定位精度高，广泛应用于各种自动化控制系统中。
2. 步进电机驱动方式：步进电机驱动方式主要有以下几种：- 相绕组驱动：将步进电机绕组分为A、B、C三相，通过控制三相绕组的通断来实现步进电机的旋转。
- 单相驱动：只控制一个绕组，通过改变绕组中的电流方向来实现步进电机的旋转。
- 双相驱动：控制两个绕组，通过改变两个绕组中的电流方向来实现步进电机的旋转。
（二）步进电机驱动电路设计与搭建1. 驱动电路设计：根据步进电机型号和驱动方式，选择合适的驱动芯片，如A4988、DRV8825等。
设计驱动电路时，需要考虑以下因素：- 驱动芯片的选型：根据步进电机的工作电压、电流、转速等参数选择合适的驱动芯片。
- 电流限制电阻的选型：根据驱动芯片的电流限制能力，选择合适的电流限制电阻。
- 控制电路的设计：设计控制电路，实现步进电机的转速、转向控制。
2. 驱动电路搭建：根据电路设计图纸，搭建步进电机驱动电路。
主要包括以下步骤：- 搭建电源电路：为驱动芯片和步进电机提供稳定的电源。
- 搭建驱动芯片电路：连接驱动芯片与步进电机绕组。
- 搭建控制电路：连接控制电路与驱动芯片，实现步进电机的转速、转向控制。
（三）步进电机控制系统编程与调试1. 控制系统编程：根据实际需求，选择合适的编程语言和开发环境，编写步进电机控制系统程序。
电机与电气控制技术4-特种电动机简介
教学情境描述
环节1：讲解直流伺服电动机及运行特性
环节2：分析交流伺服电动机的工作原理及其控制方式
环节3：分析步进电动机的工作原理、性能指标及其控制
环节4：参观自动化生产线，了解伺服、步进电动机的应用
环节5：完成教学检测
教法学法设计
课程的学习方法，理论联系实际，在实训中加深对理论的理解，提升学生课堂参与度，在实践中促进学生主动思考。因此，本课程教学本着以学生为中心，少讲多练多问的原则，以问题为导向，以促使学生自主学习为目的，布置任务。包括学习引入、指导看书、回答问题、分析问题、动手实操5个部分。
1）直流伺服电动机
2）交流伺服电动机
交流伺服电动机的工作原理
交流伺服电动机的控制方式
3）步进电动机
步进电动机的结构
步进电动机的工作原理
步进电动机的主要性能指标
步进电动机的控制：环形分配器、功率放大器
5）实训：参观生产线上的步进电动机及伺服电动机，讲解在整个控制环节中的作用及相关控制装置和设备
信息化环境
1.电机拖动实训室、中级维修电工实训室。具备局域网、无线数据传输环境，教学资源实时更新，课堂难题随时解决；
2.学生、教师具有手机等移动终端，具备镜像投屏功能，教学资源、小组作业及时分享讨论
信息化资源利用
（一）随时上网，查找所需课程学习资料
主要教学内容
1.伺服电动机
2.步进电动机
重点与难点
重点：
1.交直流伺服电动机的工作原理及控制方式
2.步进电动机的工作原理及控制
难点：
伺服电动机和步进电动机控制
教学环境选择与设计
学情分析
学习者基础：学生通过先导课程《电工基础》、《实用电工技术》的学习，对电路及电工操作有一定的认知，初步建立了电磁场理论的概念。
步进电机控制系统的设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化步进电机控制系统的设计一、课题研究意义及现状步进电机又称为阶跃电动机或脉冲电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，由于其具有的显著特点，使得它在电机的大家族中扮演着很重要的角色。
步进电机的原始模型起源于1830年至1860年，我国步进电机的研究及发展开始于上世纪50年代后期，最初主要是国家资助的高等院校和科研机构为研究一些装置开发的少量产品。
70年代开始大量生产和应用步进电机，至今，由于对步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及驱动器作为产品被广泛生产和应用。
现应用于工业自动控制、组合机床、数控机床、机器人、计算机外围设备、大型望远镜、卫星天线定位系统等等。
随着科技的发展、技术的进步和电子技术的更新，步进电机的应用领域变得更加的宽广，这样也对步进电机的运行性能提出了更加苛刻的要求。
虽然步进电机是一种数控元件，易于同数字电路接口。
但是，一般数字电路的信号远远不足以驱动步进电机，必须有一个与之匹配的驱动电路来驱动步进电机，步进电机和步进电机驱动电路两者组成步进电机系统。
随着电力电子技术、自动化控制技术以及计算机技术的发展，开始大量使用单片机、FPGA、CPLD、PLC等对步进电机进行控制和驱动，结果是缩短了驱动器的研发周期，明显提高了整机的性能和稳定性。
PSoC可编程片上系统比标准的固定功能的微控制器有明显的优势，采用一个微控制器，一个PSoC器件最多可集成100种外设功能，PSoC系统集成有MCU、FLASH及可编程模拟和数字模块，与上面提到的方案相比通过PSoC单片机控制步进电机，可以实现低成本，小体积，单芯片，高效率的开发，甚至可以在开发最后一刻根据突发状况而改变方案。
二、课题研究的主要内容和预期目标该课题主要分一下内容进行设计：（1）了解和研究步进电机的结构及其工作原理；（2）研究实现常用步进电机控制的方案。
（3）Cypress Designer5.0的学习和软件的操作使用（4）分析基于PSoC的步进电机控制的解决方案，确定系统设计中需要用到CY8C29466的内部结构、通用I/O数目、所需Flash及SRAM空间大小等参数；（5）系统的整体硬件结构设计，包括芯片规划和外围电路设计；（6）设计步进电机驱动模块电路、速度显示模块电路，并绘制原理图，制作PCB板；（7）应用C语言编写系统应用程序，进行硬件电路的调试。
步进电机的PLC控制梯形图程序设计
2 梯形图程序设计
2. 1 输入/ 输出编址 控制步进电机的各输入开关及控制 A 、B 、C
三相绕组工作的输出端在 PL C 中的 I/ O 编址如 表 1 所示 。
表 1 输入/ 输出编址
输入端
I0. 0 步进电机正转起动按钮 Q0. 0
I0. 1 步进电机反转起动按钮 Q0. 1
I0. 2
A 相 Q0. 0 = M0. 5 + M0. 4 + M0. 0 B 相 Q0. 1 = M0. 4 + M0. 3 + M0. 2 C 相 Q0. 2 = M0. 2 + M0. 1 + M0. 0 反转时 A 相 Q0. 0 = M0. 5 + M0. 4 + M0. 0 B 相 Q0. 1 = M0. 2 + M0. 1 + M0. 0 C 相 Q0. 2 = M0. 4 + M0. 3 + M0. 2
Abstract : The PL C program cont rolling on t he stepping motor can be designed by diverse means. The paper put s forward t he design t hinking and met hod. The ladder program is programmed wit h“SHIF T”inst ruc2 tion of SIMA TIC S7 - 200 as t he keystone of cont rolling step - by - step and by means of program modu2 larization. Thus t he ladder is compact ,clear and flexible , and quite meet s t he cont rol requirement s. Key words : stepping motor ; PL C ; ladder ; SHIF T ; modularization
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。
其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。
因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。
两相步进电机 驱动算法
两相步进电机驱动算法一、概述两相步进电机是一种广泛应用于各种自动化设备中的微特电机，通过控制电机的驱动信号，可以实现电机的正反转、速度和精度的控制。
为了实现精确的控制，需要合理的驱动算法。
二、驱动原理两相步进电机通常采用两种通电方式：正向通电和反向通电。
在正向通电状态下，电机顺时针旋转；在反向通电状态下，电机逆时针旋转。
通过控制电机的通电顺序和脉冲频率，可以实现电机的精确控制。
三、驱动算法1.初始化阶段：在开始驱动两相步进电机之前，需要进行一些初始化设置，包括设定电机的转速、精度等参数。
同时，还需要设置驱动器的参数，如电流、电压等。
2.脉冲分配算法：根据设定的转速和精度，需要计算出每个时刻应该发送的脉冲数量和脉冲频率。
常用的脉冲分配算法有八步法、七步法等，可以根据实际需求选择合适的算法。
3.电流控制算法：两相步进电机的驱动电流直接影响电机的转速和精度，因此需要采用合适的电流控制算法。
常用的电流控制算法有恒流控制、斩波控制等，可以根据电机的性能和实际需求选择合适的算法。
4.微分电流控制：为了实现更好的动态响应和控制精度，可以引入微分电流控制算法。
该算法通过对电流的变化趋势进行微分，提前发送一定量的脉冲，使电机提前达到所需的转速和精度。
5.防抖动处理：在发送脉冲后，需要检测电机是否产生了抖动。
如果产生了抖动，可能是由于脉冲信号的微小波动或机械振动引起的，需要重新计算脉冲数量和频率。
四、注意事项1.避免使用不当的脉冲分配算法和电流控制算法，以免影响电机的性能和精度。
2.在调整驱动参数时，应逐步调整，逐步测试，确保电机在各种工况下都能稳定运行。
3.在使用过程中，应注意电机的维护和保养，定期检查电机的机械部件和电气部件是否正常。
五、总结两相步进电机的驱动算法是实现电机精确控制的关键。
合理的脉冲分配算法和电流控制算法可以提高电机的性能和精度，而微分电流控制和防抖动处理则可以更好地应对动态响应和控制精度的问题。
毕业设计(论文)-步进电机的驱动及控制
（学校名称）毕业设计（论文）( *****届 )题目：步进电机的驱动及控制系别********分院专业班级*****班学生姓名* * *学号导师姓名成绩年月日目录摘要 (2)一、引言 (3)（一）论文的研究意义 (2)（二）论文的主要内容 (2)（三）设计要求 (2)（四）设计目的 (2)二、步进电机介绍 (4)（一）种类 (4)（二）工作原理 (4)（三）驱动方法 (5)1、单电压功率驱动接口 (5)2、双电压功率驱动接口 (6)3、高低压功率驱动接口 (6)4、斩波恒流功率驱动接口 (7)5、升频升压功率驱动接口 (7)6、集成功率驱动接口 (7)（四）步进电机优缺点 (9)三、步进电机的速度控制 (9)（一）工作原理 (9)（二）硬件原理框图 (9)（三）硬件原理图（见附录一） (10)（四）硬件原理介绍 (10)四、软件设计流程和描述 (12)（一）主程序流程图 (12)（二）延时程序流程图 (14)（三）源程序代码（见附录二） (14)五、总结 (15)附录 (17)参考文献 (23)致谢 (24)步进电机的驱动及控制***** ********班姓名指导教师：****摘要：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
关键词:电机脉冲频率脉冲频率一、引言步进电机是一种将脉冲信号转化为机械角位移或者线位移的控制电机, 它能够在不涉及复杂反馈环路的情况下实现良好的定位精度，并由于具有价格低廉、易于控制、无积累误差等优点,在民用、工业用的经济型数控定位系统中获得了广泛的应用,具有较高的实用价值。
机械设计电气知识点
机械设计电气知识点在机械设计中，电气知识是至关重要的一部分。
电气控制系统在机械设备中起到了至关重要的作用，提供了动力和控制信号。
本文将介绍一些常见的机械设计电气知识点，帮助读者了解机械设备中的电气控制系统。
1. 电路基础知识在机械设计中，理解电路基础知识是必不可少的。
电气信号的传输和控制依赖于电路的设计和连接。
了解电路元件（如电源、开关和传感器）的工作原理以及它们如何连接和组合是很重要的。
2. 电源系统电源系统是机械设备电气控制系统的基础。
常见的电源系统包括直流电源和交流电源。
在选择电源系统时，需要考虑到设备的功率需求、稳定性和效率。
此外，还需要了解电源系统的保护措施，例如过流、过压和欠压保护。
3. 电机选择与控制在机械设计中，电机是最常见的动力来源之一。
选择合适的电机类型和规格对于机械设备的性能至关重要。
常见的电机类型包括直流电机、交流电机和步进电机。
此外，了解电机的速度控制方法（如调速器和变频器）也是必要的。
4. 传感器与控制元件传感器在机械设备中起到了关键作用，用于测量物理量并将其转换为电信号。
例如，温度传感器、压力传感器和位移传感器等。
了解各种传感器的工作原理以及它们如何与控制系统连接和配合工作是必须的。
5. 控制器与PLC控制器是机械设备的大脑，用于处理和控制电气信号。
常见的控制器包括可编程逻辑控制器（PLC）、单片机和工控机等。
掌握控制器的编程和接口配置，能够实现对机械设备的精确控制和监控。
6. 电气安全与维护在机械设计中，电气安全和维护至关重要。
电气系统的安全措施包括过载保护、断路器和继电器等。
定期的维护和检查，如清洁电气元件、检查连接和紧固螺丝等，可以确保电气系统的正常运行和延长设备寿命。
总结：机械设计中的电气知识点涵盖了电路基础知识、电源系统、电机选择与控制、传感器与控制元件、控制器与PLC以及电气安全与维护。
这些知识点对于设计和维护机械设备的电气控制系统都是必不可少的。
了解这些知识，可以为机械设计师提供更好的电气控制方案，并确保设备的正常运行和安全性。
机电传动控制第五版课后答案--最全版
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制第五版课后答案最全版机电传动控制是一门涉及电机、电气控制、自动化等多个领域的重要课程。
对于学习这门课程的同学来说，课后答案的准确性和完整性至关重要。
以下是为大家整理的机电传动控制第五版的课后答案，希望能对大家的学习有所帮助。
一、第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转换为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转和制动等动作，以满足生产工艺的要求，提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统的发展经历了哪几个阶段？答：机电传动系统的发展经历了成组拖动、单电机拖动和多电机拖动三个阶段。
3、机电传动系统的运动方程式中，各物理量的含义是什么？答：T 为电动机产生的电磁转矩，T L 为负载转矩，J 为转动惯量，ω 为角速度。
当 T＞T L 时，系统加速；当 T＜T L 时，系统减速；当T ＝ T L 时，系统匀速运转。
二、第二章机电传动系统的动力学基础1、转动惯量的物理意义是什么？它与哪些因素有关？答：转动惯量是物体转动时惯性的度量，反映了物体抵抗转动状态变化的能力。
其大小与物体的质量、质量分布以及转轴的位置有关。
2、飞轮转矩的概念是什么？它与转动惯量有何关系？答：飞轮转矩 G D 2 是指转动惯量 J 与角速度ω平方的乘积。
飞轮转矩越大，系统储存的动能越大，系统的稳定性越好。
3、如何根据机电传动系统的运动方程式判断系统的运行状态？答：当 T T L ＞ 0 时，系统加速；当 T T L ＜ 0 时，系统减速；当T T L ＝ 0 时，系统匀速运行。
三、第三章直流电机的工作原理及特性1、直流电机的工作原理是什么？答：直流电机是基于电磁感应定律和电磁力定律工作的。
通过电刷和换向器的作用，使电枢绕组中的电流方向交替变化，从而在磁场中产生持续的电磁转矩，驱动电机旋转。
2、直流电机的励磁方式有哪几种？答：直流电机的励磁方式有他励、并励、串励和复励四种。
电机与电气控制
电机与电气控制1. 什么是电机电机是一种将电能转换成机械能的装置。
它通过电磁感应原理实现了将电能转换成机械运动的功能。
电机通常由定子和转子两部分组成。
定子是不动的部分，由绕组和磁铁组成，而转子则是可以旋转的部分。
当定子绕组通以电流时，会产生磁场，而磁场会对转子上的绕组产生作用力，从而使转子转动。
电机的种类繁多，常见的有直流电机、交流电机和步进电机等。
不同类型的电机适用于不同的应用场景。
2. 电机控制方式电机控制是指对电机进行操作和控制，使其按照我们需要的方式工作。
根据电机的类型和应用需求，可以采用不同的电机控制方式。
常见的电机控制方式有以下几种：2.1 直流电机控制直流电机是一种常见的电动机，其特点是结构简单、转速范围宽、控制灵活。
直流电机的控制方式包括：•直接电压控制：通过改变电源的电压来控制电机的转速。
增大电压会增加电机的转速，减小电压会降低电机的转速。
•脉宽调制控制（PWM）：通过改变电源给电机的脉冲宽度来控制电机的转速。
占空比越大，电机转速越高。
2.2 交流电机控制交流电机是一种常用的电动机，适用于许多应用场景。
交流电机的控制方式包括：•电压控制：通过改变电源给电机的电压来控制电机的转速。
增大电压会增加电机的转速，减小电压会降低电机的转速。
•频率控制：通过改变电源给电机的频率来控制电机的转速。
增大频率会增加电机的转速，减小频率会降低电机的转速。
2.3 步进电机控制步进电机是一种特殊的电机，其特点是可以按照一定的步进角度旋转。
步进电机的控制方式主要有两种：•开环控制：通过控制输入的脉冲信号来控制电机的旋转角度和速度。
通过改变脉冲信号的频率和序列，可以实现不同的旋转效果。
•闭环控制：在开环控制的基础上，通过添加位置反馈装置，实现对电机位置的准确控制。
闭环控制可以提高步进电机的精度和稳定性。
3. 电机控制器电机控制器是一种用于控制电机的电子设备。
它通常包括控制电路、功率放大器和信号接口等组成部分。
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二相和三相混合式步进电机
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4.2 步进电动机的工作原理
原理 • 工作时，步进电动机的控制绕组受电
脉冲信号控制，靠一种叫环形分配器的 电子开关器件，通过功率放大后使控制 绕组按规定顺序轮流接通直流电源。 • 通电方式 – “拍”，指通电方式每改变一次。 – “单”，指每次只有一相通。 – “双”，指每次有两相通电。
21
2．六拍控制方式
按照 A→AB→B→B C→C→CA→A …的顺序通电。 每改变一次通 电状态，转子 顺时针方向转 15°。若改变 通电顺序，则 电动机反转。
A
B'
1
C'
42
C
3
B
A'
（a）A 相通电
A
B' 4
1
C'
32
C
B
A'
（c）B 相通电
A
B' 4
1
C'
23
C
B
A'
（b）A、B 相通电
A
43
4.6 步进电机的功率驱动
●单电压功率放大电路
44
●双电压功率放大电路
45
46
●斩波恒流功率放大电路
47
48
49
50
1。如何控制步进电机的旋转方向、转速、转角 2。已知步进电机的步距角，步进伺服系统的脉冲当量。试给出传动 方案。 3。何谓步进电机的细分。 4。分析步进电机的双电压和恒流斩波驱动的原理。 5。如何才能避免步进电机的失步和越步。 6。步进电机的距频特性指的是什么？
• 步进电机与步进电机驱动器的接线图如 图所示
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• 外加电阻大小如表所示 接线图如图所示
信号幅值 5V 12V 24V
限流电阻R 不加 680Ω 2KΩ
• 西门子PLC与SH-2H042Ma步进电机驱动器相连 时，采用共阳极方式连接，将CP+和DIR+接在 一起作为共阳端OPTO。其接线方式图所示
2. 电机伺服系统的基本要求
●精度高（0.01—0.001mm) ●响应快（小的跟踪误差） ●调速范围宽（1：100，1：1000） ●低速大转距(电机可以直接连丝杠) ●较强的过载能力(数分钟内,电枢电流大于额定值4—6倍) ●能频繁起停,正反向运动
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第4章 步进伺服系统
4.1 概述
定义：一种将电脉冲信号转换成角位移的执 行元件。 每输入一个电脉冲，电动机就移动一步。 可在宽广的范围内调速。在负载能力范控系统。
B'
C'
41
23
C
B
A'
（d）B、C 相通电
22
4.3反应式步进电机结构
23
24
小步距角结构： 电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿 轴线错开。 0、1/3て、2/3て,（相邻两轴子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐， B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1 ）下面是定转子的展开图：
电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下， 能够直接起动的最大频率。 ⑤最大空载的运行频率：
电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转 速频率。
⑥运行矩频特性： 电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称 为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机 选择的根本依据。
25
26
步进电动机的步距角与转速
三相步进电动机的步距角与转子的齿数zr和运行的拍数m有 如下关系：
360
zrm
如果脉冲信号的频率为f，则步进电动机的转速为：
n 60f r/min
360
28
4.5步进电机动态特性
①步距角精度： 步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。 ②失步： 电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。 ③失调角： 转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角. ④最大空载起动频率：
优缺点
13
3步进电动机的分类
现在比较常用的步进电机包括 反应式步进电机（VR） 永磁式步进电机（PM） 混合式步进电机（HB）
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(1)永磁式步进电机
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或 15度；
永磁式步进电动机输出力矩大，动态性能好，但步距角大。
(2) 反应式步进电机
电机伺服系统
1
伺服电动机
直流伺服电动机
2
直流伺服电动机
3
直流伺服电动机
4
无刷直流伺服电动机
5
伺服电动机
6
交流伺服电动机
7
交流伺服电动机
8
交流伺服电动机
9
步进电动机
步进电动机
10
步进电动机
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电机伺服系统概述
速度伺服控制 位置伺服控制…
1.伺服系统类型
开环、闭环、半闭环 交流伺服、直流伺服、步进、液压、气压伺服
17
18
相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数（2，3，4， 5）。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，或指 电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四 拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 AAB-B-BC-C-CD-D-DA-A.
步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。 θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿 为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8 度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9 度（俗称半步）。
反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为 1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料 制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性 能差。
(3)混合式步进电机
混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点， 它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。 它有时也称作永磁感应子式步进电动机。它又分为两相和五相：两相 步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用 最为广泛。
步距角 0.36/0.72 ;
0.09/0.18
19
20
1．单三拍控制方式
A
B'
1
C'
42
3
C
B
A'
A
B'
1 C'
4
32
C
B
A'
A
B'
C'
41
23
C
B
A'
（a）A 相通电
（b）B 相通电
（c）C 相通电
按照A→B→C→A…的顺序通电。每改变一次通电状态，转 子顺时针方向转30°。如果通电顺序改为A→C→B→A…， 则电动机反转。
51
30
静态距角特性和最大静转距
31
最大起动转距
32
M AB C
b Mb
Mq
θa
Ma θ
●连续运行频率（步进电机起动后，不丢步工作的最 高工作频率，一般是起动频率的4—10倍，随着运行 频率的增加，其输出转距响应下降.
34
步进电机的控制方式
35
36
37
CP的脉冲宽度及高低电平方式
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换向信号DIR起作用的时刻
通过对各项通电时序的控制（脉冲分配）实现控制。(环行分配器)
工作方式： 单三拍 A-B-C-A 双三拍 AB-BC-CA 单双六拍 A-AB-B-BCC-CA-A-
42
加减速特性
逐渐加速的加速时间和逐渐降速的减速时间不能过 小，否则会出现失步或超步。我们用加速时间常数Ta和 减速时间常数Td来描述步进电机的升速和降速特性。