步进电机步进驱动器原理详细讲解复习课程

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步进电机及驱动器原理知识【知识讲解】课件

步进电机及驱动器原理知识【知识讲解】课件

应用案例二:机器人
机器人是另一个重要的应用领域。步进电机驱动器通 常用于控制机器人的关节运动,如机械臂、腿部等部位。
在机器人中,步进电机驱动器通过控制脉冲信号的频率 和数量,可以精确控制机器人的运动速度和位置。同时, 步进电机驱动器还具有体积小、重量轻、可靠性高等优 点,因此在机器人领域得到了广泛应用。
合适的驱动器。
驱动器的应用实例
要点一
驱动器的应用实例
步进电机驱动器广泛应用于各种自动化设备中,如数控机 床、机器人、打印机等。
要点二
应用实例解析
以数控机床为例,通过使用步进电机驱动器,可以实现高 精度的加工和准确的定位控制,从而提高加工效率和产品 质量。
03
步进电机驱动器的应用领域与案例分析
应用领域
工作原理
步进电机内部通常由一组带有线圈的转子组成。当线圈接收到一个脉冲信号时,会旋转一个角度,从而带动转子 旋转相应的角度。
步进电机的特点与分类
特点
步进电机具有高精度、高分辨率、高可靠性、低噪声等优点,同时也可以适应高频率的脉冲控制。
分类
根据结构和工作原理的不同,步进电机可分为永磁式、反应式和混合式等多种类型。
设计实例与注意事项
实例1
01 某款步进电机驱动器的设计,采用ULN2003芯片,
实现电机正反转和调速功能。
注意事项1
02 在设计过程中,需要考虑输入电源的稳定性以及过流、
过压等保护措施。
注意事项2
03
在调试过程中,需要观察驱动器的输出波形和电机运
行状态,确保正常运行。
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步进电机及驱动器原理知识课 件
CONTENTS
• 步进电机原理及特点 • 步进电机驱动器 • 步进电机驱动器的应用领域与

步进电机及驱动器原理知识【知识讲解】课件

步进电机及驱动器原理知识【知识讲解】课件
医疗设备
步进电机在医疗设备领域的应用逐渐增多,如手 术机器人、诊断设备和康复设备等。
智能家居
步进电机在智能家居领域的应用也日益广泛,如 智能门锁、智能窗帘和智能照明等。
无人机和机器人
步进电机在无人机和机器人领域的应用也取得了 重要进展,如飞行控制系统和机械臂等。
对未来发展的展望
1 2 3
创新驱动 未来步进电机的技术发展将更加依赖于创新驱动, 包括新材料、新工艺和新技术的应用。
在机器人领域的应用
关节驱动
步进电机常用于机器人的 关节驱动,实现机器人的 各种复杂动作和姿态。
移动机构
步进电机可以驱动机器人 的移动机构,实现机器人 在各种地形和环境中的稳 定行走。
操控手部
步进电机可以用于机器人 的手部操作,实现抓取、 搬运和操作等动作的精确 控制。
在其他领域的应用
医疗器械
航空航天
查并紧固相关部件。
过热或冒烟
可能是由于电机过载、电源电 压过高或驱动器故障,需要检 查电机负载、电源电压和驱动 器状态。
噪声或异响
可能是由于轴承磨损、齿轮损 坏或其他机械故障,需要检查 并更换相关部件。
不通电或无响应
可能是由于电源故障、接线不 良或驱动器故障,需要检查电
源、接线和驱动器状态。
05
步进电机发展趋势
驱动器的选择
根据电机类型选择
不同类型的步进电机需要选择相 应的驱动器,例如直流步进电机 需要选择直流步进电机驱动器, 交流步进电机需要选择交流步进
电机驱动器。
根据控制系统选择
不同的控制系统需要选择相应的 驱动器,例如PLC控制系统需要 选择与PLC控制系统兼容的驱动
器。
根据性能要求选择

步进电机伺服电机工作原理通用课件

步进电机伺服电机工作原理通用课件
机器人中的关节、手臂等部位通常由伺服电机驱 动,通过控制伺服电机的转动角度和速度,实现 机器人的精确运动控制。
03 伺服电机在自动化生产线中的应用
自动化生产线中的高精度定位、物料搬运等环节 常常使用伺服电机作为驱动元件,实现高精度的 定位和运动控制。
05
总结与展望
工作原理总结
步进电机工作原理
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,通过控制输入的脉冲数量和频率,实现电机的步 进转动。
步进电机在运行过程中不会出现丢步现象,具有较高的可靠性。
02
伺服电机工作原理
伺服电机简介
伺服电机是一种能够精确控制其转动角度和速度 01 的电机,广泛应用于各种自动化设备和控制系统

伺服电机通常由定子和转子组成,定子中包含控 02 制磁场方向的线圈,而转子则包含永磁体。
伺服电机具有高精度、快速响应、高动态性能等 03 特点,能够实现精确的位置控制和速度控制。
伺服电机工作原理
伺服电机是一种将输入的电信号转换成角位移或线位移的 机电元件,通过控制输入的电压或电流,实现电机的连续 转动。
两者比较
步进电机和伺服电机在工作原理上存在一定的差异,步进 电机通过控制脉冲数量和频率实现步进转动,而伺服电机 通过控制输入的电压或电流实现连续转动。
应用前景展望
01
步进电机应用前景
通过改变输入到伺服电机的电流或电压的大小和方向,可以精确控制电 机的转动速度和方向,从而实现精确的位置和速度控制。
伺服电机的控制系统通常由控制器、驱动器和电机组成,控制器负责发 送控制信号,驱动器负责将控制器发出的信号转换为能够驱动电机的能 量,而电机则负责执行控制器的指令,实现精确的转动控制。

步进电机伺服电机工作原理通用课件

步进电机伺服电机工作原理通用课件
步进电机是一种将电脉冲信号转换 成角位移的执行机构,通常由定子 、转子、驱动器等组成。
伺服电机定义
伺服电机是一种将输入的电信号转 换为输出的角位移或线位移的执行 机构,通常由定子、转子、控制器 等组成。
电机的应用与发展
电机的应用
电机广泛应用于工业自动化、机 器人、汽车、航空航天等领域。
步进电机的发展
伺服电机的特点与优势
高精度控制
伺服电机可以实现对机器或设 备的精确控制,适用于需要高 精度定位和高速度控制的场合

快速响应
伺服电机具有快速响应的特点 ,可以在短时间内实现高速旋 转和精确定位。
宽调速范围
伺服电机可以在很大的调速范 围内进行调节,适用于需要大 范围调速的场合。
可靠性高
伺服电机具有可靠性高的优点 ,可以在恶劣的环境条件下稳
清洁电机
电机在运行过程中,应定期进行清洁,清除 电机内部的灰尘和杂物,确保电机正常运行 。
电机的故障诊断与排除
故障诊断
01
当电机出现故障时,需要进行故障诊断,分析故障原因,确定
故障部位。
排除故障
02
根据故障诊断结果,采取相应的措施排除故障,确保电机正常
运行。
预防措施
03
为避免电机出现故障,应采取相应的预防措施,如定期维护、
更换轴承等。
电机的使用寿命与可靠性
使用寿命
电机的使用寿命受多种因素影响,如电 机类型、使用环境、维护保养等。为确 保电机的使用寿命,应定期进行维护保 养。
VS
可靠性
电机的可靠性是指在规定条件下,电机无 故障运行的能力。为确保电机的可靠性, 应选择质量可靠的电机,并定期进行维护 保养。
THANKS

步进电机驱动器PPT课件

步进电机驱动器PPT课件

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26
3相6拍——两转子齿
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27
3相6拍——两转子齿
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28
3相单3拍——两转子齿和四转子齿
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29
步距角
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细分驱动
细分驱动:细分步进驱动是将全 步进驱动时的步距角个相的电流 以阶梯状n步逐渐增加,使吸引 转子的力慢慢改变,每次转子在 该力的平衡点静止,全步距角作 n个细分,可使转子的运转效果 光滑。
-
35
5、单极与双极驱动
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36
5、单极驱动与双极驱动
单极性方式:
磁极上绕有两个线圈组成双 线圈,一个线圈直流通电产 生的极性,与另一个线圈直 流通电产生的极性相反,此 为单极性方式。
双极性方式:
激磁定子磁极的线圈为单线 圈绕组,磁极正反切换,则 电流需要正反向流
(a)单极与双极绕组
-
37
步进电机驱动
(b)单极与双极电路与电压波形
-
38
6、步进电机驱动器的使用方法
-
39
6.1、驱动器产品接线方式
共阴极接线 共阳极接线 差分方式接线法
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40
6.2、电路图
共阳极接线
共阴极接线
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41
6.2、电路图
差分接线
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42
6.2、电机的接线
-
43
6.3、电路图
-
44
6.4、实物图(57步进电机+6560v4驱动器+步进电机控制器)
-
15
3.1.3、步进电机的驱动电源
(a)单一电压型驱动电源
-
16
3.1.3、步进电机的驱动电源
(b)高、低压切换型驱动电源

海顿步进电机及驱动器知识讲座-cust

海顿步进电机及驱动器知识讲座-cust

2. 电机定位精度的选择
机械传动比确定后,可根据控制系统的定位精度选择步进电机 的步距角及驱动器的细分等级。一般选电机的一个步距角对应 于系统定位精度的1/2 或更小。 注意:当细分等级大于1/4后,步距角的精度不能保证。 伺服电机编码器的分辨率选择:分辨率要比定位精度高一个数量 级。
3. 电机力矩选择
7. 步进电机的特点 ① 一般步进电机的精度为步距角的正负3-5%,且不累积; ② 步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点; ③ 步进电机的力矩会随转速的升高而下降(U=E+L(di/dt)+I*R)
矩频特性曲线
④ 空载启动频率:即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉
冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能 发生丢步或堵转。 步进电机的起步速度一般在10~100RPM,伺服电机的起步 速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定, 大电机一般对应较低的起步速度。 ⑤ 低频振动特性:步进电动机以连续的步距状态边移动边重复
二、步进驱动器简介
步进驱动器:是一种能使步进电机运转的功率放大器,能把控制器
发来的脉冲信号转化为步进电机的角位移,电机的转速与脉冲频率
成正比,所以控制脉冲频率可以精确调速,控制脉冲数就可以精确 定位。
电机控制原理图
1. 恒流驱动
恒流控制的基本思想是通过控制主 电路中MOSFET的导通时间,即调节 MOSFET触发信号的脉冲宽度,来达 到控制输出驱动电压进而控制电机 绕组电流的目的。
显然,细分数太大,最大转速太低。
但是,同步带直径也不可能小2倍,所以只能增加一级减速
第2级主动轮直径仍取:Φ 3= 30 mm;
第1级主动轮直径取:Φ 1= 25 mm; 减速比取:i = 1 :3;

步进电机步进驱动器原理详细讲解

步进电机步进驱动器原理详细讲解
第33页/共50页
则第1级从动轮直径为取:Φ2=75 mm; 电机最大转速为:nmax 3Vmax / C 6.72(r / s)
驱动器细分数:m C /(200 0.05/ i) 3.14
故,取4细分就很合适了。
实际脉冲当量: C /(200 m / i) 0.04mm
4. 计算电机力矩,选择电机型号 第2级主动轮上的力矩:T2=FΦ3 / 2 第1级主动轮上,即电机轴上的力矩:T1=T2 i =F Φ3 / 2 i = 0.155 Nm 由于没有考虑同步带的效率、导轨和滑块装配误差造成的摩擦、同步带 轮的摩擦和转动惯量等因素,同时,步进电机在高速时扭矩要大幅度下 降;所以,取安全系数为3比较保险。 故,电机力矩To=0.155 3 = 0.465 Nm
0.9°/1.8° 驱动器工作在40细分状态
电机运行时的真正步距角 0.9° 0.36° 0.18° 0.09°
0.045°
实用公式:转速(r/s)=脉冲频率 /(电机每转整步数*细分数)
V (r / s) Pe
360 m
V:电机转速(R/S);P:脉冲频率(Hz);θe:电机固有步距角;
m:细分数(整步为1,半步为2)
级。
3. 电机力矩选择
步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静
力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯 性负载和摩擦负载二种。直接起动时(一般由低速)时二种负 载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要 考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好, 静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)
3. 选择同步带直径Φ和步进电机细分数m 设同步带直径Φ=30 mm 周长为C=3.14 Φ = 3.14 30 = 94.2 mm 核算定位精度:脉冲当量δ = C / (200 m) < 0.05;

三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解

三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解

三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解
设计原理:
三相混合式步进电机驱动器由电源、驱动电路和步进电机组成。

电源提供电流和电压给驱动电路,驱动电路控制步进电机的转动。

当接通电源后,驱动电路会根据输入的控制信号来控制电流的方向和大小,进而驱动步进电机的转动。

控制过程:
1.电源供电:将电源与驱动电路连接,给驱动电路提供电流和电压。

2.信号输入:通过外部控制器输入控制信号,可以使用开关、计算机等设备进行输入。

3.输出控制信号:根据输入的控制信号,驱动电路会根据信号的高低电平来确定电流的方向和大小,控制步进电机的转动。

4.驱动电机转动:驱动电路会控制三相电流进行相序交替流动,通过电流的大小和方向控制步进电机的转动角度。

5.反馈信号检测:在驱动过程中,可以通过传感器等设备采集步进电机的位置信息,反馈给控制器进行闭环控制。

6.控制调节:根据反馈信号对控制信号进行调节,实现更精确的控制和定位。

总结:
三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制过程主要是通过控制电流的方向和大小来驱动步进电机的转动。

整个过程需要电源供电、控制信
号输入、驱动电流输出、反馈信号检测和控制调节等步骤。

这种驱动器具有结构简单、控制精度高等优点,在自动化控制领域有广泛的应用。

第25次课步进电机及其驱动器基础知识

第25次课步进电机及其驱动器基础知识

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第25次课步进电机及其驱动器基础知识
合作愉快,共赢美好未来
6
第25次课步进电机及其驱动器基础知识
2、步进电机驱动器
2.1 步进电机工作原理 2.2 步进电机驱动电路 2.3 步进电机型号选择 2.4 步进电机驱动器
2.4.1 步进电机驱动器的型号选择 2.4.2 步进电机驱动器基本使用
7
第25次课步进电机及其驱动器基础知识
2.1步进电机#39;
42
C 3B A'
A
B'
C'
C
B
A'
A相通电,转子1、
3齿与A、A' 对齐。
A、B相同时通电,A、 A' 磁极拉住1、3齿,B、 B' 磁极拉住2、4齿,转
子转过15,到达左图所 示位置。
16
第25次课步进电机及其驱动器基础知识
2.1步进电机工作原理
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
B 相通电,转子2、
4齿与B、B´ 对齐,又转
过15。
B、C相同时通电,
C' 、C 磁极拉住1、3 齿,B、B' 磁极拉住
2、4齿,转子再转过 15。
17
第25次课步进电机及其驱动器基础知识
2.1步进电机工作原理
三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下:AAB B BC C CA,每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15(步距角), 一个通电循环周期(6拍)转子转过90 (齿距角)。
12
第25次课步进电机及其驱动器基础知识

步进电机及驱动器知识共67页PPT

步进电机及驱动器知识共67页PPT
步进电机及驱动器知识
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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H桥恒频斩波恒相流驱动电路原理框图
电流PWM细分驱动电路示意图
2. 单极性驱动
单极性驱动原理图
3. 双极性驱动
双极性驱动原理图
4. 微步驱动
微步驱动技术是一种电流波形控制技术。其基本思想是控制每相绕 组电流的波形,使其阶梯上升或下降,即在0和最大值之间给出多 个稳定的中间状态,定子磁场的旋转过程中也就有了多个稳定的中 间状态,对应于电机转子旋转的步数增多、步距角减小。采用细分 驱动技术可以大大提高步进电机的步矩分辨率,减小转矩波动,避 免低频共振及降低运行噪声
二、步进驱动器简介
步进驱动器:是一种能使步进电机运转的功率放大器,能把控制器 发来的脉冲信号转化为步进电机的角位移,电机的转速与脉冲频率 成正比,所以控制脉冲频率可以精确调速,控制脉冲数就可以精确 定位。
电机控制原理图
1. 恒流驱动
恒流控制的基本思想是通过控制主 电路中MOSFET的导通时间,即调节 MOSFET触发信号的脉冲宽度,来达 到控制输出驱动电压进而控制电机 绕组电流的目的。
0.9°/1.8° 驱动器工作在40细分状态
电机运行时的真正步距角 0.9° 0.36° 0.18° 0.09°
0.045°
实用公式:转速(r/s)=脉冲频率 /(电机每转整步数*细分数)
V (r / s) Pe
360 m
V:电机转速(R/S);P:脉冲频率(Hz);θe:电机固有步距角;
m:细分数(整步为1,半步为2)
频率关系的曲线 。
7. 步进电机的特点 ① 一般步进电机的精度为步距角的3-5%,且不累积; ② 步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点; ③ 步进电机的力矩会随转速的升高而下降(U=E+L(di/dt)+I*R)
矩频特性曲线
④ 空载启动频率:即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉 冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能 发生丢步或堵转。 步进电机的起步速度一般在10~100RPM,伺服电机的起步 速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定, 大电机一般对应较低的起步速度。
电机绕组电流波形分析
5. 步进电动机的闭环伺服控制
步进电动机矢量控制位置伺服系统框图 系统硬件结构原理图
6、导通和截止时的电机绕组电流和电压的关系
当T导通时有:
U
Ri1

L
di1 dt
⑥ 中高频稳定性
电机的固有频率估算值:
f0
1
2
Z rTk J
式中:Zr为转子齿数;Tk为电机负载转矩;J为转子转动贯量
二、步进驱动器简介
1. 恒流驱动 2. 单极性驱动 3. 双极性驱动 4. 微步驱动 5. 步进电动机的闭环伺服控制 6. 导通和截止时的电机绕组电流和电压的关系 7. 电压和电流与转速、转矩的关系
的力矩。 ④ 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移。 ⑤ 定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩。 ⑥ 失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。 ⑦ 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,由失调角产生的误差,采用细分驱动是不能解决的。 ⑧ 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
步进电动机微步驱动电路基本结构框图
步距角:控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。
电机固有步距角 所用驱动器类型及工作状态
0.9°/1.8° 驱动器工作在半步状态
0.9°/1.8° 0.9°/1.8°
驱动器工作在5细分状态 驱动器工作在10细分状态
0.9°/1.8° 驱动器工作在20细分状态
以单极性电机为例来解释 工作原理
4. 步进电动机的机座号:主要有35、39、42、57、86、110等 5. 步进电动机构造:由转子(转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠 轴承),定子(绕组、定子铁芯),前后端盖等组成。最典型两相 混合式步进电机的定子有8个大齿,40个小齿,转子有50个小齿; 三相电机的定子有9个大齿,45个小齿,转子有50个小齿。
1. 步进电动机的历史 2. 步进电动机的定义 3. 步进电动机的工作原理 4. 步进电动机的机座号 5. 步进电动机构造 6. 步进电动机主要参数 7. 步进电动机的特点
一、步进电动机简介
1. 步进电动机的历史:德国百格拉公司于1973年发明了五相混 合式步进电机及其驱动器;1993年又推出了性能更加优越的三相 混合式步进电机。我国在80年代以前,一直是反应式步进电机占 统治地位,混合式步进电机是80年代后期才开始发展。 2. 步进电动机的定义:是一种专门用于速度和位置精确控制的 特种电机,它旋转是以固定的角度(称为步距角)一步一步运行 的,故称步进电机。 3. 步进电动机的工作原理
步进电机原理详细讲解
单位:成都睿腾万通科技有限公司 2017年8月21日
主要内容
步进电动机简介 驱动器简介 电机选型计算方法 计算例题 电机接线 评判步进系统好坏的依据 使用过程中常见问题及原因分析 步进驱动系统的常见问题 (FAQ) 步进电动机与交流伺服电动机的性能比较 驱动器产品测试对比
一、步进电动机简介
⑤ 低频振动特性:步进电动机以连续的步距状态边移动边重复 运转。其步距状态的移动会产生1 步距响应。
1 步距响应图
电机驱动电压越高,电机电流越大,负载越轻,电机体积越小,
则共振区向上偏移,反之亦然。步进电机低速转动时振动和噪声
大是其固有的缺点,克服两相混合式步进电机在低速运转时的振
动和噪声方法:
a. 通过改变减速比等机械传动避开共振区; b. 采用带有细分功能的驱动器; c. 换成步距角更小的步进电机; d. 选用电感较大的电机 e. 换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本高; f. 采用小电流、低电压来驱动。 g. 在电机轴上加磁性阻尼器;
电动机构造图
转轴成平行方向的断面图
6. 步进电动机主要参数 ① 步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有
两相、三相、五相步进电机。 ② 拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态,用m
表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。 ③ 保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子
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