机电一体化教案4.docx

精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -机电一体化教案（讲稿）第六章淮南联合高校老师授课教案章节名称第 6 章执行装置及其掌握教学名称第 1 节步进电机教学时数学时 2教学目标1把握反应式步进电机的结构、工作原理和应用特点 2把握步进电机环形安排器的功能，分类，原理3把握步进电机常见的功率驱动电路的工作原理4懂得步进电机的主要机械特性和技术参数5明白步进电机选用原就课程重点难点1.步进电机环形安排器的功能，分类，原理2.步进电机常见的功率驱动电路的工作原理教学方法及手段1课堂理论课讲授2多媒体教学课件播放帮助教学可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结教学过程准时间安排：1步进电机的工作原理6.1 步进电动机可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量打算转角位移的一种伺服电动机。由于步进电动机成本较低，易于采纳运算机掌握，因而被广泛应用于开环掌握的伺服系统中。步进电动机比直流电动机或沟通电动机组成的开环掌握系统精度高，适用于精度要求不太高的机电一体化伺服传动系统。目前，一般数控机械和一般机床的微机改造中大多数均采纳开环步进电动机掌握系统。步进电动机按其工作原理分： 主要有磁电式和反应式两大类步进电机按励磁相数分：有三、四、五、六相等几种，由于相数越多，步距角越小，而且仍采纳多相通电，提高步进电机的输出转矩。步进电机按输出力矩大小分：功率步进电机，伺服（快速）步进电机 反应是步进电机的工作原理是：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -三相反应式步进电动机的工作原理如图5-12 所示，其中步进电动机的定子上有6个齿，其上分别缠有 WA、WB、WC三相绕组，构成三对磁极，转子上就匀称分布着4个齿。步进电动机采纳直流电源供电。当WA、WB、WC三相绕组轮番通电时，通过电磁力吸引步进电动机转子一步一步的旋转。图 5-13三相反应式步进电动机图 5-12步进电动机运动原理图0第一假设 U相绕组通电，就转子上下两齿被磁吸住，转子就停留在U相通电的位置上。然后U相断电，V相通电， 就磁极 U的磁场消逝， 磁极 V产生了磁场， 磁极 V的磁场把离它最近的另外两齿吸引过去， 停止在 V相通电的位置上，这时转子逆时针转了30 。随后 V相断电， W相通电，依据同样的道理，转子 又逆时针转了300，停止在 W相通电的位置上。如再U相通电， W相断电，那么转子再逆转300。定子各相 轮番通电一次，转子转一个齿。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结步进电机绕组按UVWUVWU依次轮番通电，步进电动机转子就一步可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结步 的 按 逆 时 针 方 向 旋 转 。 反 之 ， 如 果 步 进 电 动 机 按 倒 序 依 次 使 绕 组 通 电 ， 即 ：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结UWVUWVU，就步进电动机将按顺时针方向旋转。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0步进电机绕组每次通断电使转子转过的角度称之为步距角。上述分析中的步进电机步距角为30 。对于一个真实的步进电动机，为了削减每通电一次的转角，在转子和定子上开有很多定分的小齿其中定子的三相绕组铁心间有肯定角度的齿差，当U相定子小齿与转子小齿对正时，V相和 W相定子上的齿就处于错开状态，如图5-13 所示。工作原理与上同，只是步距角是小齿距夹角的1/3 。2、步进电动机的通电方式假如步进电动机绕组的每一次通断电操作称为一拍，每拍中只有一相绕组通电，其余断电，这种通电方式称为单相通电方式。三相步进电动机的单相通电方式称为三相单三拍通电方式。如：ABCA。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -假如步进电动机通电循环的每拍中都有两相绕组通电，这种通电方式称为双相通电方式。三相步可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结进电动机采纳双相通电方式时（如：ABBCCAAB），称为三相双三拍通电方式。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结假如步进电动机通电循环的各拍中交替显现单、双相通电状态， 这种通电方式称为单双相轮番通电方式。三相步进电动机采纳单双相轮番通电方式时，每个通电循环中共有六拍，因而又称为三相六可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结拍通电方式，即AABBBCCCAA。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一般情形下，m相步进电动机可采纳单相通电、双相通电或单双相轮番通电方式工作，对应的通电方式可分别称为m相单 m拍、 m相双 m拍或 m相 2m拍通电方式。由于采纳单相通电方式工作时，步进电动机的矩频特性（输出转矩与输入脉冲频率的关系）较差，在通电换相过程中，转子状态不稳固，简洁失步，因而实际应用中较少采纳。图5-14 是某三相反应式 步进电动机在不同通电方式下工作时的矩频特性曲线。明显， 采纳单双相轮番通电方式可使步进电动机在各种工作频率下都具有较大的负载才能。图 5-14不同通电方式时的矩频特性图5-15启动矩频特性通电方式不仅影响步进电动机的矩频特性，对步距角也有影响。一个m相步进电动机，如其转子上有 z 个小齿，就其步距角可通过下式运算：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结360kmz5-12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中， k 是通电方式系数， 当采纳单相或双相通电方式时， k1，当采纳单双相轮番通电方式时， k 2。可见采纳单双相轮番通电方式仍可使步距角减小半。 步进电机的步距角打算了系统的最小位移，步距角越小，位移的掌握精度越高。2. 步进电机的主要特性（ 1）步距角指每给一个脉冲信号，电机转子应转过角度的理论值。它取决于电机结构和掌握方式。步距角可按下式运算：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中m 定子相数。z转子齿数。360mzk（ 7-1 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k通电系数，如连续两次通电相数相同为1，如不同就为2。数控机床所采纳步进电机的步距角一般都很小，如：3° 1.5 °，1.5 ° 0.75 °，0.72 ° 0.36 °等，是步进电机的重要指标。步进电机空载且单脉冲输入时，其实际步距角与理论步距角之差称为静态步距角误差，一般掌握在±10 30的范畴内。（ 2）矩角特性、最大静态转矩Mjmax 和启动转矩Mq当步进电机处于通电状态时，转子处在不动状态，即静态。 假如在电机轴上施加一个负载转矩M， 转子会在载荷方向上转过一个角度，转子因而受到一个电磁转矩Mj 的作用与负载平稳，该电磁转矩 Mj 称为静态转矩，该角度 称为失调角。步进电机单相通电的静态转矩Mj 随失调角 的变化曲线称为矩角特性，如图7-4 所示，画出了三相步进电机按A B C A方式通电时A、B、 C各相的矩角特性。各相矩角特性差异不大，否就会影响步距精度及引起低频振荡。当外加转矩取消后，转子在电磁转矩作用下，仍能回到稳固平稳点 0。矩角特性曲线上的电磁转矩的最大值称为最大静转矩 Mjmax ，Mjmax 是代表电机承载才能的重要指标， Mjmax 越大，电机带负载的才能越强，运行的快速性和稳固性越好。由图 7-4 可见， 相邻两条曲线的交点所对应的静态转矩是电机运行状态的最大启动转距Mq，当负 载力矩小于Mq 时，步进电机才能正常启动运行，否就将会造成失步。一般的，电机相数的增加会使矩角特性曲线变密，相邻两条曲线的交点上移，会使Mq 增加。采纳多相通电方式，即变m相 m拍通电方式为 m相 2m拍通电方式，会使启动转距Mq 增加。M jM j maxABCM qOa图 7-4三相步进电机的各相矩角特性（ 3）启动频率f q 和启动时的惯频特性空载时，步进电机由静止突然启动、并进入不丢步的正常运行状态所答应的最高频率，称为启动频率或突跳频率f q，是反映步进电机快速性能的重要指标。空载启动时，步进电机定子绕组通电状态变化的频率不能高于该启动频率。缘由是频率越高，电机绕组的感抗（xL2 f L）越大，使绕组中的电流脉冲变尖，幅值下降，从而使电机输出力矩下降。启动时的惯频特性是指电机带动纯惯性负载时启动频率和负载转动惯量之间的关系。一般来说，随着负载惯量的增加，启动频率会下降。假如除了惯性负载外仍有转矩负载，就启动频率将进一步下降。（ 4）运行矩频特性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -步进电机启动后，其运行速度能跟踪指令脉冲频率连续上升而不丢步的最高工作频率，称为连续运行频率，其值远大于启动频率。运行矩频特性是描述步进电机在连续运行时，输出转矩与连续运行频率之间的关系，它是衡量步进电机运转时承载才能的动态指标，如图7-5 所示。图中每一频率所对应的转矩称为动态转矩。从图中可以看出，随着运行频率的上升，输出转矩下降，承载才能下降。当运行频率超过最高频率时，步进电机便无法工作。15.m10/NT5o4812141620f/ kHz图 7-5步进电机的运行矩频特性（ 5）加、减速特性步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加、减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。当要求步进电机启动到大于启动频率的工作频率时，变化速度必需逐步上升。同样，从最高工作频率或高于启动频率的工作频率停止时，变化速度必需逐渐下降。逐步上升和逐步下降的加速时间、减速时间不能过小，否就会显现失步或超步。目前，主要通过软件实现步进电机的加减速掌握。常用的加减速掌握实现方法有指数规律和直线规律加减速控制， 指数规律加减速掌握一般适用跟踪响应要求较高的切削加工中。直线规律加减速掌握一般适用速度变化范畴较大的快速定位方式中。4.2.2 步进电机驱动电源步进电机的工作质量包括电机本身性能驱动电源特点步进电机驱动电源包括：环形安排器功放电路1. 环形安排器环形安排器的主要功能是将数控装置送来的一串指令脉冲，按步进电机所要求的通电次序安排给步进电机的驱动电源的各相输入端，以掌握励磁绕组的通断，实现步进电机的运行及换向。环形安排器的工作特点：当步进电机在一个方向上连续运行时，其各相通、断的脉冲安排是一个循环，因此称为环形安排器。环形安排器的输出不仅是周期性的，又是可逆的。环形安排器的形式环形安排的功能可由硬件或软件的方法来实现，分别称为硬件环形安排器和软件环形安排器。1）硬件环形安排器硬件环形安排器的种类很多，它可由D 触发器或JK 触发器构成，亦可采纳专用集成芯片或通用可编程规律器件。目前市场上有很多专用的集成电路环形安排器出售，集成度高，牢靠性好，有的仍可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -有可编程功能。如国产的PM系列步进电机专用集成电路有PM03、PM04、PM05和 PM06分别用于三相、四相、五相和六相步进电机的掌握。进口的步进电机专用集成芯片PMM871、3 PM8714可分别用于四相（或三相）、五相步进电机的掌握。而PPM101B就是可编程的专用步进电机掌握芯片，通过编程可用 于三相、四相、五相步进电机的掌握。以三相步进电机为例，硬件环形安排驱动与数控装置的连接如图7-7 所示，环形安排器的输入、输出信号一般均为TTL 电平，输出信号A、B、C信号变为高电平就表示相应的绕组通电，低电平就表 示相应的绕组失电，CLK 为数控装置所发脉冲信号，每一个脉冲信号的上升或下降沿到来时，输出就转变一次绕组的通电状态，DIR 为数控装置所发方向信号，其电平的高低即对应电机绕组通电次序的转变，即步进电机的正、反转，FULL HALF电平用于掌握电机的整步（对三相步进电机即为三拍运行）或半步（对三相步进电机即为六拍运行），一般情形下，依据需要将其接在固定的电平上即可。三相步进电动机驱动装置电源A 相驱动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CNC装置CLK DIRFULL/HALF环型安排器B相驱动MC相驱动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 7-7硬件环形安排驱动与数控装置的连接CH250是国产的三相反应式步进电机环形安排器的专用集成电路芯片，通过其掌握端的不同接法可以组成三相双三拍和三相六拍的不同工作方式，其外形和三相六拍接线图如图7-8 所示。+12V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1F100k 16610R*U DEN11A9 R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结161514131211109CP12CLCH250B7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结UDJ3LJ3rJJ6LENCLU S123456786rCBCH250AR*R方向1J6r1J6L2J3rC 13J3L U S158可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结14图 7-8 CH250外形和三相六拍接线图CH250主要管脚的作用：A、B、C环形安排器三个输出端，经功率放大后接到电机的三相绕组上。*R、R 复位端， R 为三相双三拍复位端，R 为三相六拍复位端，先将对应的复位端接入高电平，使其进入工作状态，如为“10”，就为三相双三拍工作方式。如为“01”，就为三相六拍工作方式。CL、 EN进给脉冲输入端和答应端。进给脉冲由 CL 输入，只有 EN 1，脉冲上升沿使环形安排器工作。 CH250也答应以 EN端作脉冲输入端，此时，只有 CL 0，脉冲下降沿使环形安排器工作。不符合上述规定就为环形安排器状态锁定（保持） 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -J 3r 、J3L、 J 6r 、J6L分别为三相双三拍、三相六拍工作方式时步进电机正、反转的掌握端。UD、US电源端。 2）软件环形安排器软件环形安排指由数控装置中的运算机软件完成环形安排的任务，直接驱动步进电机各绕组的通、断电。用软件环形安排器只需编制不同的环形安排程序，将其存入数控装置的EPROM中即可。用软件环形安排器可以使线路简化，成本下降，并可敏捷的转变步进电机的掌握方案。软件环形安排器的设计方法有多种，如查表法、比较法、移位寄存器法等，最常用的是查表法。下面以三相反应式步进电机的环形安排器为例，说明查表法软件环形安排器的工作原理。图 7-9 所示为两坐标步进电机伺服进给系统框图。X 向和 Z 向的三相定子绕组分别为A、 B、C 相和 a、b、c 相，分别经各自的放大器、光电耦合器与运算机的PIO（并行输入输出接口）的PA0 PA5 相连。第一结合驱动电源线路，依据PIO 接口的接线方式，按步进电机运转时绕组励磁状态转换方式得出环形安排器输出状态表，如表 7-1 所示， 将表示步进电机各个绕组励磁状态的二进制数存入存贮单元的址2 A 00H2A05H（存贮单元的址由用户设定）中。然后编写X 向和 Z 向正、反方向进给的子程序，步进电机运行时，都要调用该子程序。依据步进电机的运转方向按表的址的正向或反向顺序依次取出存贮单元的址的内容并输出，即依次输出表示步进电机各个绕组励磁状态的二进制数，就电机就正转或反转运行。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PA 0PA 1PA 2PA 3PA 4PA 5PIO光电偶合器光电偶合器ABX向放大C步进电机abZ向放大c步进电机可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 7-9两坐标步进电机伺服进给系统框图表 7-1两坐标步进电机环形安排器的输出状态表X 向步进电机Y 向步进电机可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CBA存贮单元节内拍PA2PA1PA0的址容cba存贮单元方节方内向拍PA5PA4PA3的址向容可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10012A00H01H正10012A10H08H正20112A01H03H转20112A11H18H转30102A02H02H30102A12H10H41102A03H06H反41102A13H30H反51002A04H04H转51002A14H20H转61012A05H05H61012A15H28H2. 步进电机功率驱动器功能：要使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，必需为步进电机供应足够功率的掌握信号，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -实现这一功能的电路称为步进电动机驱动电路。从环形安排器输出的进给掌握信号的电流只有几毫安，而步进电机的定子绕组需要几安培的电流，因此功率放大电路的作用就是对从环形安排器输出的信号进行功率放大并送至步进电机的各绕 组。功率放大电路的掌握方式很多，最早采纳单电压驱动电路，后来显现了高低电压切换驱动电路、恒流斩波电路、调频调压和细分电路等。所采纳的功率半导体元件可以是大功率晶体管GTR，也可以 是功率场效应晶体管MOSFET或可关断晶闸管GTO。要求：驱动电路实际上是一个功率开关电路，其功能是将环形安排器的输出信号进行功率放大，得到步进电动机掌握绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。步进电动机的工作特性在很大程度上取决于功率驱动器的性能，对每一相绕组来说，抱负的功率驱动器应使通过绕组的电流脉冲尽量接近矩形波。但由于步进电动机绕组有很大的电感，要做到这一点是有困难的。常见的步进电动机驱动电路有三种：1）单电源驱动电路这种电路采纳单一电源供电，结构简洁，成本低，但电流波形差，效率低，输出力矩小，主要用于对速度要求不高的小型步进电动机的驱动，图5-19 所示步进电动机的一相绕组驱动电路（每相绕组的电路相同） 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当环形安排器的脉冲输入信号U u 为低电平（规律0，约 1V）时，虽然 VT1、VT2管都导通，但只要可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结适当挑选 Rl 、R3、R5的阻值，使 Ub3<0（约为 -1V ），那么 VT3管就处于截止状态，该相绕组断电。当输入信号 U u 为高电平 3.6V （规律 1）时。 Ub3>0（约为 0.7V ）， VT3管饱和导通，该相绕组通电。图 6 19单电源驱动电路2）双电源驱动电路又称高低压驱动电路，采纳高压和低压两个电源供电。在步进电动机绕组刚接通时，通过高压电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -源供电，以加快电流上升速度，推迟一段时间后，切换到低压电源供电。这种电路使电流波形、输出转矩及运行频率等都有较大改善，如图5-20 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当环形安排器的脉冲输入信号U u 为高电平常（要求该相绕组通电），二极管 VTg、VTd的基极都有信号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电压输入，使VTg、VTd均导通。于是在高压电源作用下（这时二极管VD1两端承担的是反向电压，处于截止状态，可使低压电源不对绕组作用）绕组电流快速上升，电流前沿很陡。当电流达到或略微超过额定稳态电流时，利用定时电路或电流检测器等措施切断VTg基极上的信号电压，于是VTg截止，但此时VTd仍旧是导通的，因此绕组电流即转而由低压电源经过二极管VD1供应。当环形安排器输出端的电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结压 U u为低电平常（要求绕组断电）， VTd基极上的信号电压消逝，于是VTd截止，绕组中的电流经二极可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结管VD2及电阻 Rf 2 向高压电源放电，电流便快速下降。采纳这种高低压切换型电源，电动机绕组上不需要串联电阻或者只需要串联一个很小的电阻Rf 1 （为平稳各相的电流） ，所以电源的功耗比较小。由于这种供压方式使电流波形得到很大改善，所以步进电动机的转矩一频率特性好，启动和运行频率得到很大的提高。图 5-20高、低压驱动电路图5-21斩波限流驱动电路波形图3）斩波限流驱动电路这种电路采纳单一高压电源供电，以加快电流上升速度，并通过对绕组电流的检测，掌握功放管的开和关，使电流在掌握脉冲连续期间始终保持在规定值上下，其波形如图5-21 所示。这种电路出力大， 功耗小， 效率高， 目前应用最广。 图5-22 所示为一种斩波限流驱动电路原理图，其工作原理如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -图 5-22斩波限流驱动电路当环形安排器的脉冲输入高电平（要求该相绕组通电）加载到光电耦合器OT的输入端时，晶体管VT1导通，并使 VT2和VT3也导通。在 VT2导通瞬时，脉冲变压器TI 在其二次线圈中感应出一个正脉冲，使 大功率晶体管VT4导通。同时由于VT3的导通，大功率晶体管VT5也导通。于是绕组W中有电流流过，步进电动机旋转。由于W是感性负载，其中电流在导通后逐步增加，当其增加到肯定值时，在检测电阻R10上产生的压降将超过由分压电阻R7和电阻 R8所设定的电压值Vref ，使比较器 OP翻转， 输出低电平使VT2 截止。在 VT2截止瞬时，又通过TI 将一个负脉冲交连到二次线圈，使VT4截止。于是电源通路被切断，W 中储存的能量通过VT5、R10及二极管 VD7释放，电流逐步减小。当电流减小到肯定值后，在R10上的压降又低于 Vref ，使 OP输出高电平，VT2、VT4及W重新导通。在掌握脉冲连续期间，上述过程不断重复。当输入低电平常，VTl VT5等相继截止，W中的能量就通过VD6、电源、的和 VD7释放。该电路限流值可达6A左右，转变电阻R10或R8的值，可转变限流值的大小。4.2.3 步进电机的选用1。运算法1 ）确定步进电机的类型2 ）依据精度确定脉冲当量3 ）依据步距角，脉冲当量和丝杆螺距运算确定齿轮减速比4 ）运算工作部件折算到电机轴上的总惯量运算电机输出的总力矩挑选步进电机的最大静态转矩5 ）负载起动频率的估算6运行最高频率和升速时间的运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -2. 查表法1 ）第一，进行同样的类型，步距角，脉冲当量，减速比的运算2）依据相关设计技术手册内容（起动矩频特性曲线，工作矩频特性曲线等）查阅，相应运算，数据圆整，完成步进电机的选用关键是选用的电机要满意加工转矩，惯量，快进/ 工进速度，脉冲当量等条件下的启动要求和运行要求，并兼顾技术经济效益4.2.4 步进电机的微机掌握 两种运行掌握方式1. 步进电机串行掌握 1）使用环形安排器的掌握方式2）组成结构：微机系统 +环形安排器+伺服功放电路+步进电机3）特点： 接线少，接线简洁 硬件方式进行相续的通电方式安排，软件开销小，速度快， 增加硬件成本 目前广泛采纳2. 步进电机并行掌握1）使用并行接口+软件方式的掌握方法2）组成结构：微机系统+ 并行接口 / 掌握软件+伺服功放电路+步进电机3）特点： 接线多，接线复杂 软件件方式进行相续的通电方式安排，软件开销大，速度较慢， 硬件成本低 由于速度较低，目前较少采纳3. 步进电机的速度掌握 1）基本内容：掌握脉冲的输出频率（插补周期） 2）两种掌握方案：（ 1）软件延时的方法（效率低，只有专用系统使用）（ 2）定时计数器定时中断的方法（效率高） 专用的 8253 单片机片内的定时计数器To/T14. 步进电机的加减速掌握1）速度模式要求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（ 1）假如加工速度低于电机的最高答应起动频，就可直接起/ 停，无须进行加减速掌握（ 2）假如加工速度高于电机的最高答应起动频，就不行直接起/ 停，必需须进行加减速掌握直接启动会丢步直接停止会因系统惯性缘由超程（ 3）正确的速度曲线模式：启动加速至工作速度恒速进给减速至最高答应起动频以下停止2）升降速度方式（ 1）直线规律升降速：处理简洁（ 1）指数规律升降速：处理复杂，但依据步进电机的矩频特性，速度越高转矩越低，所以随速度上升，转矩下降，增速的幅度应随之减小，指数规律升降速曲线符合要求3）处理方法（ 1）原就上是转变脉冲周期（ 2）可以通过修改定时计数器的装载初值转变脉冲周期（ 3）一般将离散的初值数据组固化在EPROM中调用，以提高效率（ 4）设计升降速度方式掌握程序应当考虑： 加减速曲线斜率 升速的总步数 恒速的总步数 降速的总步数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结板书设计：步进电机的工作原理示意图 步进电机的工作矩频特性原理硬件环形安排器的工作结构原理单电压驱动电路双电压 高低压 驱动电路恒流斩波驱动电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其他 相关标题，主要内容要点等按常规进行书写 要求板书清楚干净美观，图面大小适度规范，无错字别字和不规范文字符号作业：1. 简述反应式步进电机的结构原理，主要技术参数和选用一般原就2. 简述环形安排器的作用, 图示说明YB013环形安排器和MCS-51的 P1 口接口方法3. Z=80, 三相六拍方式 , 丝杆导程为6mm，进给速度为4mm/min，求：（ 1）步进电机的运行频率（ 2）步进电机的脉冲当量和步距角课后教学小结：1. 重点讲清步进电机的结构，运行原理，功放电路的工作原理, 有助于今后的修理技能的提高可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 12 页，共 30 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -2. 讲清三相硬件环形安排器YB 013 和 MCS-51的接口技术 , 有助于今后工作应用