反应式直线步进电动机课件
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步进电动机优质获奖课件
第11章 步进电动机
反应式步进电动机旳工作原理 和基本特点
经典构造和工作原理 按励磁方式分类， 步进电动机可分为反应式、 永
磁式和感应子式。 其中对后两 种电机， 只在本章最终简朴地加以简介。
第11章 步进电动机
四相反应式步进电动机旳构造
第11章 步进电动机
三相单三拍运营 (a) A相接通； (b) B相接通； (c) C相接通
第11章 步进电动机
当A相控制绕组通电， 而B相和C相都不通电时， 因为磁通具有力图走磁阻最小途径旳特点， 所以转子 齿1和3旳轴线与定子A极轴线对齐。 同理， 当断开A 相接通B相时， 转子便按逆时针方向转过30°， 使转 子齿2和4旳轴线与定子B极轴线对齐。 断开B相， 接 通C相， 则转子再转过30°， 使转子齿1和3旳轴线与 C极轴线对齐。
第11章 步进电动机
t
360 ZR
(式中， ZR为转子齿数)， 所以转子每步转过旳空 间角度(机械角度)， 即步距角为
b
t
N
360 ZRN
式中， N为运营拍数， N=km(k=1, 2； m为相数)。
第11章 步进电动机
为了提升工作精度， 就要求步距角很小。 由式 (11 - 1)可见， 要减小步距角能够增长拍数N。 相数增 长相当于拍数增长， 但相数越多， 电源及电机旳构造 也越复杂。 反应式步进电动机一般做到六相， 个别旳 也有八相或更多相数。 对同一相数既能够采用单拍制， 也可采用双拍制。 采用双拍制时步距角减小二分之一。 所以一台步进电动机可有两个步距角， 如1.5°/0.75°、 1.2°/0.6°、 3°/1.5°等。
n
60 f ZRN
60 f 360 360 ZR N
步进电机-课件
2023年11月10日
第29页
§11.3 步进电动机
①运行矩频特性
2023年11月10日
矩频特性---电机连续转动
时所产生的最大输出转矩T与f
两者间的关系。
当控制脉冲频率增加，电 机转速升高时，步进电动机所 能带动的最大负载转矩值将逐 步下降。主要原因是定子绕组 电感的影响。因步进电机每相 绕组是线圈，而电感有延缓电 流变化的特性。
2023年11月10日
第9页
§11.3 步进电动机
A相通电时定、 转子齿的相对位置
A、 B两相通电时定、 转子齿的相对位置
2023年11月10日
第10页
§11.3 步进电动机
3、基本特点 (1) 步进电动机工作时，每相绕组由专门驱动电源通过
“环形分配器”按一定规律轮流通电。如三相双三拍运行的 环形分配器输入是一路，输出有A、B、C三路。若开始是A、 B这两路有电压，输入一个控制脉冲后就变成B、C这两路有 电压，再输入一个脉冲变成C、A这两路有电压，再输入一 个电脉冲变成A、B这两路有电压了。环形分配器输出的各 路脉冲电压信号，经过各自的放大器放大后送入步进电动机 的各相绕组，使步进电动机一步步转动。
2023年11月10日
第11页
§11.3 步进电动机
电 路 图
三相双三拍 运行各相控 制电压波形 控制方框图
2023年11月10日
第12页
§11.3 步进电动机
(2)步距角--每输入一个脉冲电信号转子转过的角度，用
θb表示。当电机按四相单四拍运行--A-B-C-D-A…… 顺序
通电时，换接一次绕组，转子转过的角度为1/4齿距角；转 子需要走4步，才转过一个齿距角。当四相八拍运行--AAB-B-BC-C-CD-D-DA……顺序通电时，换接一次绕组， 转子转过的角度为1/8齿距角；转子需要走8步才转过一个
汽车制造与装配技术《(64)18.3 反应式步进电动机原理》
第三页，共八页。
三相六拍工作方式
➢按A→AB→B→BC→C→CA →A的顺序给三 相绕组轮流通电。
〔a〕 〔b〕 〔c〕 〔d〕
第四页，共八页。
三相反响式步进电机控制电路
第五页，共八页。
三相六拍控制模型
第六页，共八页。
谢 谢！
第七页，共八页。
内容总结
反响式步进电机工作方式。三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。A相绕组通电， B相、C相那么不通电。转子转到1，3齿与A、A’ 磁级相对齐。按A→AB→B→BC→C→CA →A的顺序给三相绕组轮流通电。〔a〕 〔b〕 〔c〕 〔d〕。谢 谢
反响式步进电机工作方式
➢三相单三拍 ➢三相六拍
第一页，共八页。
三相单三拍工作方式
➢三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循 环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍 工作方式。
➢按A→B→C→A 的顺序给三相绕组轮流通电，转 子一步一步转动。
第二页，电，B相、C相那么不通电。转子转到1，3齿与A、A’ 磁级相对齐。
第八页，共八页。
三相六拍工作方式
➢按A→AB→B→BC→C→CA →A的顺序给三 相绕组轮流通电。
〔a〕 〔b〕 〔c〕 〔d〕
第四页，共八页。
三相反响式步进电机控制电路
第五页，共八页。
三相六拍控制模型
第六页，共八页。
谢 谢！
第七页，共八页。
内容总结
反响式步进电机工作方式。三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。A相绕组通电， B相、C相那么不通电。转子转到1，3齿与A、A’ 磁级相对齐。按A→AB→B→BC→C→CA →A的顺序给三相绕组轮流通电。〔a〕 〔b〕 〔c〕 〔d〕。谢 谢
反响式步进电机工作方式
➢三相单三拍 ➢三相六拍
第一页，共八页。
三相单三拍工作方式
➢三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循 环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍 工作方式。
➢按A→B→C→A 的顺序给三相绕组轮流通电，转 子一步一步转动。
第二页，电，B相、C相那么不通电。转子转到1，3齿与A、A’ 磁级相对齐。
第八页，共八页。
步进电机及其工作原理课件
追求更高的定位精度和速度控制精度， 以满足高精度加工和快速响应的需求。
优化电机设计，提高电机的效率和功 率密度，以降低能耗和提高工作效率。
智能化、网络化的趋势
集成传感器和控制系统，实现电机状态的实时监测和自动 调整。
通过互联网和无线网络实现远程监控和控制，提高生产效 率和设备利用率。
新材料、新工艺的应用
步进电机的效率与发热
效率（Efficiency）
步进电机在工作过程中，输出功率与输入功率的比值，反映了电机的能量利用效 率。
发热（Heat Generation）
由于线圈电阻以及铁芯的磁滞、涡流等损失，步进电机在工作过程中会产生热量， 需要采取散热措施以防止过热。
05
步机的展 与展望
高精度、高效率的追求
摄影和摄像设备
用于云台的控制和调整。
02
步机的工作理
步进电机的结构
步进电机主要由定子和转子组成。定子通常由一系列的磁极组成，而转 子则由一系列的导电材料组成，这些导电材料在磁场的作用下会产生转 矩，从而驱动转子转动。
步进电机的磁极通常有四个、六个或八个，这些磁极按照一定的顺序排 列，形成不同的磁场分布。
步机及其工作理
• 步进电机简介 • 步进电机的工作原理 • 步进电机的驱动电路 • 步进电机的性能参数 • 步进电机的发展趋势与展望
01
步介
步进电机的定义
01
步进电机是一种将电脉冲信号转 换成角位移或线位移的机电元件， 其转动角度或转动圈数与输入的 脉冲数呈线性关系。
02
步进电机由转子、定子和控制电 路组成，转子通常由永磁体构成， 定子则由线圈绕组构成。
03
步机的路
驱动电路的组成
电源
优化电机设计，提高电机的效率和功 率密度，以降低能耗和提高工作效率。
智能化、网络化的趋势
集成传感器和控制系统，实现电机状态的实时监测和自动 调整。
通过互联网和无线网络实现远程监控和控制，提高生产效 率和设备利用率。
新材料、新工艺的应用
步进电机的效率与发热
效率（Efficiency）
步进电机在工作过程中，输出功率与输入功率的比值，反映了电机的能量利用效 率。
发热（Heat Generation）
由于线圈电阻以及铁芯的磁滞、涡流等损失，步进电机在工作过程中会产生热量， 需要采取散热措施以防止过热。
05
步机的展 与展望
高精度、高效率的追求
摄影和摄像设备
用于云台的控制和调整。
02
步机的工作理
步进电机的结构
步进电机主要由定子和转子组成。定子通常由一系列的磁极组成，而转 子则由一系列的导电材料组成，这些导电材料在磁场的作用下会产生转 矩，从而驱动转子转动。
步进电机的磁极通常有四个、六个或八个，这些磁极按照一定的顺序排 列，形成不同的磁场分布。
步机及其工作理
• 步进电机简介 • 步进电机的工作原理 • 步进电机的驱动电路 • 步进电机的性能参数 • 步进电机的发展趋势与展望
01
步介
步进电机的定义
01
步进电机是一种将电脉冲信号转 换成角位移或线位移的机电元件， 其转动角度或转动圈数与输入的 脉冲数呈线性关系。
02
步进电机由转子、定子和控制电 路组成，转子通常由永磁体构成， 定子则由线圈绕组构成。
03
步机的路
驱动电路的组成
电源
步进电动机课件ppt
机械特性
描述了步进电动机转速与输入脉冲频率之间的关系，也称动态机械特性。
03
CATALOGUE
步进电动机的控制方法
开环控制
脉冲控制
通过控制脉冲的数量和频率来控 制步进电动机的旋转角度和速度
。
方向控制
通过控制脉冲的顺序来控制步进电 动机的旋转方向。
步进模式
通过控制脉冲的数量来控制步进电 动机的旋转步数和位置。
软件细分
通过在软件中设置细分参数对步进电动机进行细 分控制，以实现更精细的控制。
自动细分
通过自动调整细分参数，以实现最佳的控制效果 。
04
CATALOGUE
步进电动机的驱动电路
单电压驱动电路
电阻分压器
通过电阻分压器将电源电压分成适当的电压，为步进电动机的各 相绕组提供驱动信号。
环形分配器
将驱动信号分配给各相绕组，使各相绕组按顺序通电或同时通电。
高精度化
为了满足高精度加工和测量需求，步进电动机的精度不断提高。
多样化
不同类型的步进电动机不断涌现，以满足不同领域的需求。
技术瓶颈与挑战
控制精度
步进电动机的控制系统对精度影响较大，如何提高控制精度是当前 面临的一个难题。
可靠性
由于步进电动机的运行速度较高，对其可靠性和稳定性要求也较高 ，如何保证长时间稳定运行也是一个挑战。
自动化生产
步进电动机可用于驱动自动化生产线上的机械臂、传送带等设备，提高生产效率 。
质量控制
步进电动机可用于控制机器视觉系统，对生产线上的产品进行质量检测和筛选。
在打印机等办公设备中的应用
打印机
步进电动机在打印机中用于控制打印头的移动，实现高精度 的打印效果。
复印机
描述了步进电动机转速与输入脉冲频率之间的关系，也称动态机械特性。
03
CATALOGUE
步进电动机的控制方法
开环控制
脉冲控制
通过控制脉冲的数量和频率来控 制步进电动机的旋转角度和速度
。
方向控制
通过控制脉冲的顺序来控制步进电 动机的旋转方向。
步进模式
通过控制脉冲的数量来控制步进电 动机的旋转步数和位置。
软件细分
通过在软件中设置细分参数对步进电动机进行细 分控制，以实现更精细的控制。
自动细分
通过自动调整细分参数，以实现最佳的控制效果 。
04
CATALOGUE
步进电动机的驱动电路
单电压驱动电路
电阻分压器
通过电阻分压器将电源电压分成适当的电压，为步进电动机的各 相绕组提供驱动信号。
环形分配器
将驱动信号分配给各相绕组，使各相绕组按顺序通电或同时通电。
高精度化
为了满足高精度加工和测量需求，步进电动机的精度不断提高。
多样化
不同类型的步进电动机不断涌现，以满足不同领域的需求。
技术瓶颈与挑战
控制精度
步进电动机的控制系统对精度影响较大，如何提高控制精度是当前 面临的一个难题。
可靠性
由于步进电动机的运行速度较高，对其可靠性和稳定性要求也较高 ，如何保证长时间稳定运行也是一个挑战。
自动化生产
步进电动机可用于驱动自动化生产线上的机械臂、传送带等设备，提高生产效率 。
质量控制
步进电动机可用于控制机器视觉系统，对生产线上的产品进行质量检测和筛选。
在打印机等办公设备中的应用
打印机
步进电动机在打印机中用于控制打印头的移动，实现高精度 的打印效果。
复印机
第11章步进电动机PPT课件
2π电弧度)， 即用电角度(或电弧度)表示的齿距角为
•
θte=360° 或 θte=2π rad
• 相应的步距角为
be
te
N
3 6 0 N
第25页/共67页
(11 - 2)
•或
be
2
N
(11 - 3)
所以当拍数一定时， 不论转子齿数多少， 用电角度表示的步距角
均相同。
(11- 1)， 用电角度表示的步距角
态中有时只有一相绕组通电(如A相)， 有时有两相绕组同时通电(如A相和B
相)。 图11 - 7表示按这种方式对控制绕组供电时转子位置和磁通分布的图
形。
第10页/共67页
图 11 - 7 三相六拍运行(1) (a) A相通电； (b) A、 B相通电； (c) B相通电； (d) B、 C相通电
第11页/共67页
用磁路磁阻最小原则所引起的反应转矩而转动的。为了便于说清问题，先以
一个最简单的三相反应式步进电动机为例。
•
•
图11-6是一台三相反应式步进电动机，定子有6个极，不带小齿
(为什么有的带小齿有的不带？)，每两个相对的极上绕有一相控制绕组；转
子只有4个大齿，大齿宽等于定子的极靴宽。
第6页/共67页
•
当A相控制绕组通电，而B相和C相都不通电时，由于磁通具有力图走磁
•
环形分配器输出的各路脉冲电压信号， 经过各自的放大器放大后送入
步进电动机的各相绕组， 使步进电动机一步步转动。 图11 - 10表示三相
步进电动机控制方框图， 11 - 11 表示三相双三拍运行时控制电脉冲
及各相控制电压随时间变化的波形图。
第18页/共67页
图 11 - 10 控制方框图
第07章步进电动机PPT课件
-6-
(a) A、B相通电 第(b)6页B、/共C相61通页电 (c) C、A相通电
第七章 步进电动机
3. 三相六拍通电方式
15 o
15 o
A
A
A
Z
1
Y
4
2
B
3
C
Z
1
Y
2 4
B
3
C
Z
1
4
B
Y
2
3
C
X
(a)
15 o
A
Z
1
2
4
3
B
15 o Y
Z
CB
X
X
(b)
(c)
A
A
Z
2
Y 15o
2
Y
1 3
1 3
4
CB
b
1 6
t
1.2o
-9-
C
B
A
2
3t
1
3t
0
(a)
C
B
A
1
3t
0
1
3t
(b)
C
B
A
0
1
3t
2
3t
(c)
图7-7 步进电动机定、转子齿的相对位置
第9页/共61页(a) A相通电 (b) B相通电 (c) C相通电
第七章 步进电动机
三、步距角和转速的计算
若转子齿数为ZR，转子相邻两齿间的夹角，即齿距 角为
TeB
Tem
s in( e
2π ) 3
（7-8）
这样，当A、B两相同时通电时，合成的电磁转矩为
TeAB
TeA
TeB
Tem
(a) A、B相通电 第(b)6页B、/共C相61通页电 (c) C、A相通电
第七章 步进电动机
3. 三相六拍通电方式
15 o
15 o
A
A
A
Z
1
Y
4
2
B
3
C
Z
1
Y
2 4
B
3
C
Z
1
4
B
Y
2
3
C
X
(a)
15 o
A
Z
1
2
4
3
B
15 o Y
Z
CB
X
X
(b)
(c)
A
A
Z
2
Y 15o
2
Y
1 3
1 3
4
CB
b
1 6
t
1.2o
-9-
C
B
A
2
3t
1
3t
0
(a)
C
B
A
1
3t
0
1
3t
(b)
C
B
A
0
1
3t
2
3t
(c)
图7-7 步进电动机定、转子齿的相对位置
第9页/共61页(a) A相通电 (b) B相通电 (c) C相通电
第七章 步进电动机
三、步距角和转速的计算
若转子齿数为ZR，转子相邻两齿间的夹角，即齿距 角为
TeB
Tem
s in( e
2π ) 3
（7-8）
这样，当A、B两相同时通电时，合成的电磁转矩为
TeAB
TeA
TeB
Tem
步进电机的工作原理ppt课件
360 ZrN
如：Zr=40 ,
N:一个周期的运行拍数,即通电
状态循环一周需要改变的次数
Zr：转子齿数
N=3 时
S
360 3 403
1 单拍制
拍数：N=km
m:相数
k= 2 双拍制
转速
每输入一个脉冲，电机转过
S
360 ZrN
即转过整个圆周的1/(ZrN）, 也就是1/(ZrN）转
因此每分钟转过的圆周数，即转速为
步进电动机结构
步进电机主要由两部分构成：定子
和转子。它们均由磁性材料构成
。定、转子铁心由软磁材料或硅
钢片叠成凸极结构，定、转子磁
极上均有小齿，定、转子的齿数
相等。其中定子有六个磁极,定子
定子磁极上套有星形连接的三相
控制绕组，每两个相对的磁极为
一相，组成一相控制绕组,转子上
没有绕组。转子上相邻两齿间的
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
A
B'
C'
C
B
A'
CA通电
工作方式为三相双三 拍时，每通入一个电 脉冲，转子也是转
30，即 S = 30。
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六 拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。
步距角 步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距 角。
S
步进电机的种类：
通常按励磁方式分为三大类： 1）反应式：转子无绕组，定转子开小齿、步距小。应 用最广。 2）永磁式：转子的极数=每相定子极数，不开小齿， 步距角较大，力矩较大。 3）感应子式(混合式)： 开小齿，混合反应式与永磁 式优点：转矩大、动态性能好、步距角小。
第7章步进电动机-PPT精选
T TA TAB TB
0 60o 120o
θe
控制电机
空载时，转子停在θe = 0 位置，此时B 相通电，
转矩从 o 到 a ，转矩为 TBa= Tjmax sin 120 o
转子从 步。
0
移T动到θeb（
120o电角度）电机前进了一
TA
TB
TC
a 一步
一步
o
θeb
2θeb
θe
如果不断送入控制脉冲，电机就不断地一步一 步转动。此即步进电动机空载作单步运行的情况。
第7章 步进电动机
7.1 反应式步进电动机的工作原理 和基本特点
7.2 反应式步进电动机的运行特性 7.3 步进电动机主要性能指标和技术数据 7.4 步进电动机的应用举例
第7章 步进电动机
本章要求：
熟练掌握步进电动机的工作原理,熟悉步进电 动机的基本特点。 熟练掌握步进电动机的矩角特性和静态转矩。 熟悉并掌握步进电动机的单步运行状态。 熟练掌握步进电动机的连续脉冲运行和运动特性 熟悉步进电动机的主要性能指标。
线。
θe= π/2
T
π/2 π
0
3π/2
θe 图
T1
21
T
π/2 π
0
3π/2
控制电机
转子位置不同， 电机产生的转矩 θe 是不同的。
当θe<+π时，转矩的方向是使转子位置趋 向失调角为0，与θe角增加的方向相反，故取转 矩为负值。当θe > +π时，转矩的方向与θe角增 加的方向相同，故取转矩为正值。
实际电机所带的负载转矩t必须小于极限启动转矩才能运动即t步距角减小可使相邻距角特性位移减少就可提高极限启动转矩tq2控制电机max三相单三拍极限启动转矩t三相六拍极限启动转矩tq2控制电机单步运行时转子从一个平衡位置转过一个步距角到达新的平衡位置但是由于惯性作用转子要在新的平衡位置来回振荡
0 60o 120o
θe
控制电机
空载时，转子停在θe = 0 位置，此时B 相通电，
转矩从 o 到 a ，转矩为 TBa= Tjmax sin 120 o
转子从 步。
0
移T动到θeb（
120o电角度）电机前进了一
TA
TB
TC
a 一步
一步
o
θeb
2θeb
θe
如果不断送入控制脉冲，电机就不断地一步一 步转动。此即步进电动机空载作单步运行的情况。
第7章 步进电动机
7.1 反应式步进电动机的工作原理 和基本特点
7.2 反应式步进电动机的运行特性 7.3 步进电动机主要性能指标和技术数据 7.4 步进电动机的应用举例
第7章 步进电动机
本章要求：
熟练掌握步进电动机的工作原理,熟悉步进电 动机的基本特点。 熟练掌握步进电动机的矩角特性和静态转矩。 熟悉并掌握步进电动机的单步运行状态。 熟练掌握步进电动机的连续脉冲运行和运动特性 熟悉步进电动机的主要性能指标。
线。
θe= π/2
T
π/2 π
0
3π/2
θe 图
T1
21
T
π/2 π
0
3π/2
控制电机
转子位置不同， 电机产生的转矩 θe 是不同的。
当θe<+π时，转矩的方向是使转子位置趋 向失调角为0，与θe角增加的方向相反，故取转 矩为负值。当θe > +π时，转矩的方向与θe角增 加的方向相同，故取转矩为正值。
实际电机所带的负载转矩t必须小于极限启动转矩才能运动即t步距角减小可使相邻距角特性位移减少就可提高极限启动转矩tq2控制电机max三相单三拍极限启动转矩t三相六拍极限启动转矩tq2控制电机单步运行时转子从一个平衡位置转过一个步距角到达新的平衡位置但是由于惯性作用转子要在新的平衡位置来回振荡
步进电机课件ppt
响应速度快
步进电机具有快速的响应速度，能够适应高 速运动和频繁启停的需求。
可靠性高
步进电机运行稳定可靠，使用寿命长，减少 了维护成本。
节能环保
步进电机具有较高的能效比，运行过程中能 耗低，符合绿色环保理念。
05
步进电机的常见问题 与解决方案
步进电机失步问题
总结词
步进电机失步是指电机在运行过程中，实际转过的角度与控 制器发出的脉冲数不相符，导致输出轴无法准确到达目标位 置。
01
02
03
04
作用
转子是步进电机中与定子相对 转动的部分，通常由永磁体或
软磁材料制成。
组成
转子通常包括转子铁芯和永磁 体，转子铁芯由导磁性能良好
的铁磁材料制成。
特点
转子的磁性能和结构决定了步 进电机的输出转矩和效率。
材料
转子铁芯通常采用导磁性能良 好的低碳钢或硅钢片。
驱动器
作用
驱动器是用来控制步进电机的 设备，通过向定子绕组提供脉
步进电机的发展前景 与展望
新材料的应用
高性能磁性材料
随着科技的发展，高性能磁性材料如 稀土永磁材料的应用，能够提高步进 电机的转矩密度和运行效率，降低能 耗。
轻量化材料
采用轻量化材料如碳纤维、钛合金等 ，能够减轻步进电机的重量，使其在 航空航天、机器人等领域的应用更加 广泛。
新控制技术的应用
智能控制技术
机器人
步进电机作为机器人的驱动元件，可 以实现机器人的精确运动和定位。
医疗器械
步进电机在医疗器械领域，如手术机 器人、诊断仪器等设备中发挥重要作 用。
智能家居
步进电机在智能家居设备，如智能门 锁、智能窗帘等中提供稳定可靠的驱 动。
步进电机具有快速的响应速度，能够适应高 速运动和频繁启停的需求。
可靠性高
步进电机运行稳定可靠，使用寿命长，减少 了维护成本。
节能环保
步进电机具有较高的能效比，运行过程中能 耗低，符合绿色环保理念。
05
步进电机的常见问题 与解决方案
步进电机失步问题
总结词
步进电机失步是指电机在运行过程中，实际转过的角度与控 制器发出的脉冲数不相符，导致输出轴无法准确到达目标位 置。
01
02
03
04
作用
转子是步进电机中与定子相对 转动的部分，通常由永磁体或
软磁材料制成。
组成
转子通常包括转子铁芯和永磁 体，转子铁芯由导磁性能良好
的铁磁材料制成。
特点
转子的磁性能和结构决定了步 进电机的输出转矩和效率。
材料
转子铁芯通常采用导磁性能良 好的低碳钢或硅钢片。
驱动器
作用
驱动器是用来控制步进电机的 设备，通过向定子绕组提供脉
步进电机的发展前景 与展望
新材料的应用
高性能磁性材料
随着科技的发展，高性能磁性材料如 稀土永磁材料的应用，能够提高步进 电机的转矩密度和运行效率，降低能 耗。
轻量化材料
采用轻量化材料如碳纤维、钛合金等 ，能够减轻步进电机的重量，使其在 航空航天、机器人等领域的应用更加 广泛。
新控制技术的应用
智能控制技术
机器人
步进电机作为机器人的驱动元件，可 以实现机器人的精确运动和定位。
医疗器械
步进电机在医疗器械领域，如手术机 器人、诊断仪器等设备中发挥重要作 用。
智能家居
步进电机在智能家居设备，如智能门 锁、智能窗帘等中提供稳定可靠的驱 动。
步进电机及其工作原理PPT
转子旋转方向： 顺时针
步距角： θb=15°
A
15° A
A
15° 2
1
C
C
1B
4
4 2
3
C
3
C
1
4
2
3
A
A
A
C
B
15°
A
15°
C
B
C
B
1 2
4
3
1 2
4 3
1
4
2
3
B
C
B
B A
制作：张津
步距角：
步进电机的定子绕组每改变一次通电状态，转子转过
的角度称步距角。
A
♠ 转子齿数越多，步距角θ b 越小
1
♠ 定子相数越多，步距角θ b 越小 ♠ 通电方式的节拍越多，步距角 θ b 越小
B
1
2
2
A
A
C
B
2
B A
C
B
B
A
C
B
1 2
1
2
1 2
30°
30°
C A
C
B
C
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→AC→C→CB→B→BA→A
转子旋转方向：逆时针
步距角： θb=30°
30°
A
A
A
C
C
1
B
1
1
C
A
C
B
2C A
C
B
2
A A
C
B
2
2
1 2
1 2
1
B
57反应式步进电机的静态特性PPT课件
•
当B相也通电时， 由于θe=0时的
B相定子齿轴线与转子齿轴线相夹一个单
拍制的步距角， 这个步距角以电角度表
示为θbe ， 其值为
• θbe =θte /3=120°电角度或2π/3电 弧度， 如图3 - 16所示。 所以B相通电时
的矩角特性可表示为
•
TB=-Tjmaxsin(θe-120°)
7
第3章 步进电动机
•
这是一条与A相矩角特性相距
120°(即θte/3)的正弦曲线。 当A、 B两相 同时通电时合成矩角特性应为两者相加，
即
•
TAB
Tjmaxsin(θe-120°)
=TA+TB=-Tjmaxsinθe-
•
=-Tjmaxsin(θe-60°)
8
第3章 步进电动机
图 3 - 17 三相步进电动机单相、 两相通电时的转矩 (a) 矩角特性； (b) 转矩向量图
14
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
15
低， 以至加第二脉冲之前， 前一步已经走
完， 转子运行已经停止的运行状态。 下面
用矩角特性说明这种运行状态。
12
第3章 步进电动机
•
步进电机的单步运行和最大
负载能力
• 空载时
13
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
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输出功率有限，带负载能力有限； 采用普通控制器，效率低， 采用普通控制器，效率低，步矩 固定； 固定；
响应有大的超调从而造成电动机振荡； 响应有大的超调从而造成电动机振荡； 在开环情况下滚珠轴承 擦负载增加了定位误差。 擦负载增加了定位误差。
直线步进电动机原理
采用一根螺杆和螺 母相啮合， 母相啮合，采取某种方法 防止螺杆螺母相对转动， 防止螺杆螺母相对转动， 从而使螺杆轴向移动。 从而使螺杆轴向移动。一 般而言， 般而言，目前有两种实现 这种转化的方式， 这种转化的方式，第一种 是在电机内置一个带内螺 纹的转子， 纹的转子，以转子的内螺 纹和螺杆相啮合而实现线 性运动， 性运动，第二种是以螺杆 作为电机出轴， 作为电机出轴，在电机外 部通过一个外部驱动螺母 和螺杆相啮合从而实现直 线运动。 线运动。
雕刻机 直线步进电机（滑台 直线步进电机（滑台)
谢 谢！
混合式直线步进电动机
电枢绕组不通电流
A相绕组通正向电流
B相绕组通正向电流
A相绕组通反向电流
B相绕组通反向电流
直线步进电机应用
直线步进电机被广泛应用于包括 制造、精密校准、精密流体测量、 制造、精密校准、精密流体测量、精 确位置移动等诸多高精度要求领域。 确位置移动等诸多高精度要求领域。 比如：数控机床刀台的移动， 比如：数控机床刀台的移动，很多用 的就是直线步进电机带动的。 的就是直线步进电机带动的。
五 说教学过程
反应式直线步进电动机结构原理示意 图
励磁顺序若为A 励磁顺序若为A 反之，当顺序为A 反之，当顺序为A B C C B A....时 动子将以1/3齿距的步距向右移动； A....时，动子将以1/3齿距的步距向右移动； 1/3齿距的步距向右移动 A....时 动子将以1/3齿距的步距向左移动。 A....时，动子将以1/3齿距的步距向左移动。 1/3齿距的步距向左移动
直线步进电动 机
一、基本介绍 二、原理介绍 三、应用介绍
直线步进电机， 直线步进电机，又称线性步 进电机， 进电机，是由磁性转子铁芯通过 与由定子产生的脉冲电磁场相互 作用而产生转动， 作用而产生转动，直线步进电机 在电机内部把旋转运动转化为线 性运动。 性运动。
驱动器
五 说教学过程
优点
系统结构简单耐用； 系统结构简单耐用； 工作时累积误差较小 ； 直接产生直线运动，不需要其他装置来转化； 直接产生直线运动，不需要其他装置来转化； 运行可靠，传递效率高，制造成本低，易于维护； 运行可靠，传递效率高，制造成本低，易于维护； 在开环情况下产生精确定位，控制系统简单且易于实现。 在开环情况下产生精确定位，控制系统简单且易于实现。
响应有大的超调从而造成电动机振荡； 响应有大的超调从而造成电动机振荡； 在开环情况下滚珠轴承 擦负载增加了定位误差。 擦负载增加了定位误差。
直线步进电动机原理
采用一根螺杆和螺 母相啮合， 母相啮合，采取某种方法 防止螺杆螺母相对转动， 防止螺杆螺母相对转动， 从而使螺杆轴向移动。 从而使螺杆轴向移动。一 般而言， 般而言，目前有两种实现 这种转化的方式， 这种转化的方式，第一种 是在电机内置一个带内螺 纹的转子， 纹的转子，以转子的内螺 纹和螺杆相啮合而实现线 性运动， 性运动，第二种是以螺杆 作为电机出轴， 作为电机出轴，在电机外 部通过一个外部驱动螺母 和螺杆相啮合从而实现直 线运动。 线运动。
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A相绕组通反向电流
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