三相步进电机原理与控制方法资料(精)
三相和四相步进电机工作原理
三相和四相步进电机工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊三相和四相步进电机的工作原理，这可真是个超级有趣的东西呢！
你想想看，步进电机就像是一个非常听话的小机器人，你给它发个指令，它就乖乖地按照你的要求行动。
比如说，我们家里的那种自动窗帘，就是通过步进电机来精确控制开合的呀！
咱先说三相步进电机。
它就好比是三个小伙伴齐心协力来干活儿。
这三
个小伙伴按照特定的顺序依次行动，产生一个旋转的磁场。
哎呀，这不就跟接力赛跑一样嘛！第一个小伙伴跑一段，然后交接给第二个，再交接给第三个，然后又回到第一个，如此循环，就推动着电机不停地转动啦！你说神奇不神奇？就像你和你的朋友们一起玩接力游戏，一个接一个，配合得超默契！
再来看看四相步进电机呢，那可就是四个小伙伴啦！它比三相的更精细、更准确一些。
这四个小伙伴也是有秩序地工作着，可认真啦！比如说，在一些精密的医疗设备中，四相步进电机就能发挥大作用呢，保证设备的精准操作，就像一个超级厉害的手术助手！
咱说，这些电机的工作原理是不是超级有趣？它们虽然看起来小小的，但有着大大的能量和作用呢！它们在我们生活的方方面面都在默默工作着，没有它们，好多事情都没法那么顺利进行呀！
所以说啊，三相和四相步进电机真的是科技的小宝藏，为我们的生活带来了好多便利和惊喜！这就是我的观点，它们真的超棒！。
三相反应式步进电动机的工作原理
三相反应式步进电动机的工作原理
三相反应式步进电动机是一种常见的电动机类型，其工作原理基于电磁感应的基本原理和步进电机特有的结构。
这种电动机能够将电能转换为机械能，实现精确的步进运动，广泛应用于自动控制系统、医疗设备、打印机等领域。
这种电动机的核心部件包括定子（驱动器）和转子（旋转部件）。
定子中包含着三个电磁线圈，分别对应三相电源的各个相位。
通过依次对这三个线圈通电，可以产生可旋转的磁场，从而驱动转子旋转。
而转子上的磁铁则会受到这一磁场的作用，从而实现转子的步进运动。
三相反应式步进电动机的原理可简要概括如下：
1.相位控制：通过周期性地改变各个相位线圈的通电顺序和电流大小，可以控制电
动机的旋转方向和速度。
这种相位控制能够确保电动机按照精确的步进角度进行旋转。
2.磁场互动：当线圈中通入电流时，会在定子中产生磁场。
这些磁场与转子上的磁
铁相互作用，导致转子受力从而旋转。
通过调整电流和相位的变化，可以控制磁场的大小和方向，实现对转子的精准控制。
3.步进运动：电动机通过依次激活不同线圈，将磁场旋转到不同的位置，从而推动
转子按照固定的步进角度旋转。
这种步进运动特点使得电动机能够实现非常精确的位置控制，适用于需要高精度定位的场合。
总的来说，三相反应式步进电动机的工作原理基于电磁感应和磁场互动的基本原理，通过精确的相位控制和步进运动实现了对转子的精准控制。
这种电动机在自动化控制领域发挥着重要作用，为各种设备的准确运动提供了可靠的驱动力。
1。
三相反应式步进电动机的工作原理 - 步进伺服
三相反应式步进电动机的工作原理 - 步进伺服图1 三相反应式步进电动机的结构示意图1——定子 2——转子 3——定子绕组{{分页}}图1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。
电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60。
各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。
转子上均布40个小齿。
所以每个齿的齿距为θE=360/40=9，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。
由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。
若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图1，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3。
因此，B、C极下的磁阻比A 磁极下的磁阻大。
若给B相通电，B相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩（磁阻转矩）的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3；此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。
接着停止对B相绕组通电，而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3。
依次类推，当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3的规律步进式转动起来。
若改变通电顺序，按A→C→B→A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3的规律转动。
因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。
单三拍运行时的步矩角θb为30。
三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB →BC→CA→AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A →AB→B→BC→C→CA→A顺序循环通电的方式。
六拍运行时的步矩角将减小一半。
反应式步进电动机的步距角可按下式计算：θb=360/NEr (1)式中 Er——转子齿数；N——运行拍数，N=km，m为步进电动机的绕组相数，k=1或2。
三相 步进原理
三相步进原理
三相步进原理是指在三相电源的驱动下，步进电动机按照一定的顺序依次转动的原理。
步进电机通常由若干个固定的电磁线圈组成，每个线圈都对应一定的角度步进。
而三相电源一般由三个互相间隔120度的交流电提供。
具体来说，三相步进电机内部包含多个线圈。
当三相电源的不同相位施加在这些线圈上时，会产生不同的磁场。
这些磁场按照固定的顺序交替产生和消失，从而驱动电机转动。
通过不同的线圈组合和时序控制，可以实现精确的角度步进。
三相步进电机的步进角度和速度取决于驱动信号的频率以及线圈的设计。
一般来说，频率越高，步进角度越小，电机转速越快。
反之，频率越低，步进角度越大，电机转速越慢。
除了角度步进，三相步进电机还具备一些其他特点。
例如，它们可以精确控制转动角度和速度，且可以在停止之后保持固定的位置。
这使得它们在许多需要精密控制和定位的应用领域中得到广泛应用。
总之，三相步进原理是利用三相电源驱动电机内部线圈的磁场交替产生和消失，从而实现精确的角度步进和控制转动角度和速度的原理。
它在自动化控制和精密定位领域有着重要的应用价值。
三相步进电机运行原理
三相步进电机运行原理三相步进电机运行原理：一、三相步进电机基本原理三相步进电机是利用电磁场中的自旋力而产生的有功向量运动，它的运行遵循着磁通和旋转角。
其相应地电路如下图所示。
三相交流步进电机同步电路由三相霍尔继电器和三相换相电路组成，它在此基础上驱动三相交流步进电机进行步进旋转。
二、运行原理步进电机运行总是有起步、变速、停止以及恒速4种情况：1、起步：起步时，驱动器给出信号，继电器通断，绕组由A相迅速向B相，B 相再迅速向C相做换相，转子由迅速向半月的起点检测，此时继电器断开，转子开始转动，同步数据也进行相应的更新，在接下来的步长中在此基础上进行调整。
2、变速：当驱动器输出变速指令后，通过继电器改变磁场强度，改变转子的位置，做出相应调整，从而改变转子运动的角速度，最终实现变速的目的。
3、停止：由于转子中的磁力会在极性改变以后化为热能而消失，这些热能会使转子发生微小位移，造成刹车，从而实现停止的目的。
4、恒速：驱动器在维护恒定频率的时候，检测转子的位置，来计算换相的时机，按照此机制，可以获得恒速的运行，也就是说，转子在某一转速频率下，只要不经过变速，就会一直维持在这个速度下。
三、优点：1、定位准确：三相步进电机可以把信号精准定位，并且拥有良好的冲击抗干扰性，可以解决定位精度要求高的问题，大大提高定位的效率。
2、脉冲宽度低：三相步进电机的脉冲宽度和条件脉冲宽度小，相比其他模式的步进电机，可以降低控制器的功耗和发热量，更合适的空间限制，也可以延长脉冲持续时间，从而提高稳定性。
3、扭矩反应灵敏：驱动器通过改变绕组比，来实现扭矩反应灵敏度龙洋，可以自动调整，从而达到驱动效率更高，更稳定的状态。
总结：三相步进电机可以把信号精准定位、脉冲宽度低、扭矩反应灵敏，运行起步、变速、停止以及恒速等操作都十分高效，在很多场合得到广泛应用，受到各方的一致好评。
三相步进电机驱动原理
三相步进电机驱动原理
三相步进电机驱动原理是指通过依次激励步进电机的三相线圈，以实现电机的旋转运动。
步进电机是一种特殊的电机，它的转子是由磁铁磁极构成的。
三相步进电机通常有4个线圈，也叫做A、B、C、D相。
其
中A相和C相构成一对线圈，B相和D相构成另一对线圈。
步进电机的转子被分成若干个位置，每个位置都对应一个具体的电机状态。
为了使步进电机转动，需要依次激励步进电机的线圈。
最常用的方法是使用三相驱动器，它可以通过控制器或者计算机按照特定顺序给步进电机的线圈施加电流。
具体的驱动方法有全步进和半步进两种。
在全步进驱动中，控制器依次激励AB相、BC相、CD相、DA相，每次只激励一
对相邻的线圈。
这样，步进电机就可以按照规定的顺序旋转。
在半步进驱动中，每个全步进驱动周期被细分为两个步进。
在第一个步进中，控制器激励A相、AB相、B相、BC相、C
相、CD相、D相、DA相。
在第二个步进中，控制器只激励
AB相、BC相、CD相、DA相。
这样，步进电机可以实现更
精细的旋转。
总之，通过依次激励步进电机的三相线圈，可以实现电机的旋转运动。
不同的驱动方法可以控制步进电机的速度和精度，适用于不同的应用需求。
三相步进电机工作原理
三相步进电机工作原理
三相步进电机是一种常见的电动机，其工作原理基于电磁感应和电力磁场的相互作用。
它包括一个定子和一个转子，定子上有三个互相平移120度的电磁线圈，每个线圈都与一个电流驱动器相连。
当电流通过一个线圈时，会在定子上产生一个磁场。
定子的磁场与转子上的磁化方向相互作用，使得转子受到电磁力的作用而转动。
当线圈内的电流方向发生改变时，正则磁场的磁化方向也会改变，从而使得转子重新定位，完成一步运动。
步进电机的转子通常由多个极对组成，每一对极都对应着一个步进角度。
步进角度是转子固有的特性，它取决于电机的结构和设计。
通过控制电流驱动器的输出电流和方向，可以精确地控制步进电机的旋转角度和速度。
三相步进电机的工作原理可以用磁场的交替变化来描述。
当电流依次流过三个线圈时，每个线圈的磁场都会相继产生并作用于转子。
通过改变三个线圈的电流和方向，可以使得转子逐步完成全转。
总的来说，三相步进电机的工作原理是通过改变电流驱动器的输出电流和方向，使得定子的电磁线圈产生磁场，并通过与转子上的磁化相互作用，实现转子的步进运动。
步进电机的原理及控制方法
步进电机的原理及控制方法步进电机是一种常见的电机类型，具有精准定位、简单控制等优点，在许多应用领域得到广泛应用。
本文将介绍步进电机的工作原理以及常见的控制方法。
1. 工作原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械位移的电机。
其工作原理基于磁场相互作用，根据电磁学原理可分为单相和双相两种类型。
1.1 单相步进电机单相步进电机由定子和转子两部分组成，定子上绕有线圈，通电时产生磁场。
转子上装有磁性材料，根据两者之间磁场相互作用来实现旋转。
1.2 双相步进电机双相步进电机比单相步进电机更常见，其定子上有两组线圈，通电时可以产生不同方向的磁场，从而实现精确的步进运动。
2. 控制方法步进电机的控制方法主要包括开环控制和闭环控制两种。
2.1 开环控制开环控制是指通过给步进电机提供一定频率和脉冲数的信号来实现旋转运动，但无法保证绝对的位置精准度。
这种方法简单易实现，适用于一些对位置要求不高的应用场景。
2.2 闭环控制闭环控制通过在步进电机系统中加入位置反馈传感器，实时监测电机位置并与设定位置进行比较，从而调整控制信号以实现精确的位置控制。
闭环控制能够提高系统的稳定性和精度，适用于对位置要求较高的应用。
3. 应用领域步进电机在许多领域得到广泛应用，如打印设备、数控机床、医疗设备等。
其精准性和简单控制特点使其成为自动化设备中重要的驱动元件。
结语步进电机作为一种重要的电机类型，具有独特的工作原理和控制方法，为许多自动化设备的驱动提供了可靠保障。
通过深入了解步进电机的原理和控制方法，可以更好地应用于实际场景中，发挥其优势，实现精准的位置控制和运动控制。
三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解
上海昀研自动化科技有限公司自2004年起致力于三相混合式步进电机及驱动器的开发，42系列低压三相混合式步进电机，57系列低压、高压三相混合式步进电机，86系列低压、高压三相混合式步进电机，110、130系列高压三相混合式步进电机，YK3605MA，TK3411MA，YK3822MA，YKA3722MA等多款产品已成功应用于市场。
上海昀研自动化科技有限公司生产的三相混合式步进电机采用交流伺服原理工作，转子和定子的直径比高达50%，高速时工作扭矩大，低速时运行极其平稳，几乎无共振区。
其配套驱动器YK3822MA具有单相220V/50Hz输入，三相正弦输出，输出电流可设置，具有十细分和半流额定值60%功能；控制方式灵活，有“脉冲+方向控制”，也有“正转脉冲+反转脉冲”控制方式；有过热保护功能，因此使用起来十分的方便。
1．前言步进电机是一种开环伺服运动系统执行元件，以脉冲方式进行控制，输出角位移。
与交流伺服电机及直流伺服电机相比，其突出优点就是价格低廉，并且无积累误差。
但是，步进电机运行存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高等，又严重制约了步进电机的应用范围。
步进电机的运行性能与它的驱动器有密切的联系，可以通过驱动技术的改进来克服步进电机的缺点。
相对于其他的驱动方式，细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。
总体来说，细分驱动的控制效果最好。
因为常用低端步进电机伺服系统没有编码器反馈，所以随着电机速度的升高其内部控制电流相应减小，从而造成丢步现象。
所以在速度和精度要求不高的领域，其应用非常广泛。
因为三相混合式步进电机比二相步进电机有更好的低速平稳性及输出力矩，所以三相混合式步进电机比二相步进电机有更好应用前景。
传统的三相混合式步进电机控制方法都是以硬件比较器完成，本文主要讲述使用DSP及空间矢量算法SVPWM来实现三相混合式步进电机控制。
三相步进电机原理
三相步进电机原理
三相步进电机是一种常见的电机类型，它通过交替通电来实现旋转运动。
它的原理是基于电磁感应和磁场相互作用的基本物理原理。
三相步进电机的工作原理可以分为两种类型，磁极式和磁场式。
下面将详细介绍这两种类型的工作原理。
首先，我们来看磁极式三相步进电机的工作原理。
磁极式三相步进电机是通过不断地改变电磁铁的磁场来实现旋转运动的。
它由定子和转子两部分组成，定子上有三个电磁铁，它们分别被称为A相、B相和C相。
当电流依次通过A相、B相和C相时，它们会产生磁场，而这些磁场的变化会导致转子产生旋转运动。
通过不断地改变电流的方向和大小，可以控制电机的旋转速度和方向。
其次，我们来看磁场式三相步进电机的工作原理。
磁场式三相步进电机是通过不断地改变定子上的磁场来实现旋转运动的。
它也由定子和转子两部分组成，但定子上的电磁铁是固定不动的，而转子上的磁铁会随着电流的改变而产生磁场。
当电流依次通过A相、B相和C相时，它们会改变转子上的磁场，从而导致转子产生旋转运动。
同样，通过控制电流的方向和大小，可以控制电机的旋转速度和方向。
总的来说，无论是磁极式还是磁场式，三相步进电机的工作原理都是基于电磁感应和磁场相互作用的。
它们通过不断地改变电流或磁场来实现旋转运动，是一种非常常见且有效的电机类型。
希望通过本文的介绍，读者能对三相步进电机的工作原理有更深入的了解。
三相电机控制原理
三相电机控制原理一、三相电机的基本原理1.三相电机结构和工作原理：三相电机由定子和转子构成。
定子上绕有三相线圈，分别为A、B和C相。
通过外部的三相供电系统的交流电源，使电流通过三相线圈，产生一个旋转磁场。
转子上有绕组，当定子的旋转磁场作用于转子绕组时，由于电磁感应原理，转子上也会产生一个电流，这个电流会产生一个磁场，与定子的磁场相互作用，从而引起转子的转动。
2.三相电机的构造及控制原理：三相电机一般采用高压绕组形式，控制方法主要有变压器变比控制、整流变压器控制、晶闸管调压控制、变频器控制等。
二、三相电机的控制方法1.定速控制：定速控制是通过调节三相电机的供电频率来控制电机的转速。
当电机的供电频率保持恒定时，电机的转速也保持恒定。
2.定向控制：定向控制是通过调节三相电机的相序来控制电机的转向。
电机的相序是指三个相位的顺序，当顺序改变时，电机的转向也会发生改变。
3.变频控制：变频控制是通过改变电机供电电源的频率来控制电机的转速。
通过调节变频器的输出频率，可以实现对电机转速的精确控制。
4.软起动控制：软起动控制是通过控制电机启动时的电流和转矩来实现平稳启动。
通过在启动时逐渐增加电压和频率，减小电机起动时的冲击力矩，使电机启动过程平稳进行。
5.能量回馈控制：能量回馈控制是将电机的反电动势反馈给控制器，通过调节电机的功率因数和功率因数角来控制电机的性能和效率。
三、三相电机控制系统1.传统控制系统：传统的三相电机控制系统主要采用感应电动机和开关控制器，通过开关控制电机的电源来实现对电机的启动、停止和转向的控制。
这种控制系统结构简单，但精确度较低。
2.现代控制系统：现代的三相电机控制系统主要采用数字信号处理器（DSP）和控制器等先进技术，通过计算机控制电机的供电电源来实现对电机转速、转向的精确控制。
这种控制系统具有高精度、高效率和高可靠性的特点。
四、三相电机控制应用领域三相电机控制技术广泛应用于机械传动系统、工业自动化、电动汽车、高速列车、电梯和风电等领域。
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。
步进电动机控制原理
拓展篇 二、步进电机的控制原理 （1）三相单三拍方式，三相绕组施加脉冲电流的顺序为： 正转：A→B→C→A→… 反转：A→C→B→A→… （2）三相六拍方式，三相绕组施加脉冲电流的顺序为： 正转：A→AB→B→BC→C→AC→A→… 反转：A→AC→C→CB→B→AB→A→… （3）三相双三拍方式，三相绕组施加脉冲电流的顺序为： 正转：AB→BC→CA→AB→… 反转：AC→CB→BA→AC→… 全电压驱动方式
拓展篇 2、步进电机控制软件设计分析 单片机程序设计的主要任务是： （1）判断步进电机转动方向； （2）控制步数； （3）按相序确定单片机每一步的输出状态； （4）按顺序输出一步一步状态
表10.3a 三相步进电机单三拍方式下单片机P0口输出状态一览表
工作方式
步 序 1步 2步
P0口状态 00000001B 00000010B
拓展篇
MAIN1：JNB 00H，FAN1；判正转还是反转，反转跳转FAN0 ZHE1： MOV A，R3 MOVC A，@A+DPTR；查表取控制字 JZ MAIN ；控制字为0则跳转到MAIN MOV P0，A ；输出控制 CALL DELAY ；延时 INC R3 ；向前移了一步，偏移量加1 DEC 50H ；步数减一 JZ MAIN ；判步数到否 AJMP ZHE1 FAN0: MOV A，R3 ；查表偏移量送A ADD A，#07H ；修正偏移量，查反向控制字 MOV R3，A ；偏移量送入R3中 AJMP ZHE1 DELAY: MOV R7，#100 ；延时子程序。改变延时时间，可改变脉冲频率DL1: MOV R6，#50 DL2: MOV R5，#20 DJNZ R5，$
拓展篇 步进电机的转动受电脉冲信号的控制。设一种电脉冲信号波形如图10.1b 所示，由A、B、C三相信号分别控制三个电子开关SA、SB、SC，当信号为高 电平时，电子开关闭合，低电平时电子开关断开。这样，使绕组通电的顺序是 A→B→C→A→…，每变换一次称为一拍或一步，每一拍只有一相绕组通电， 这种通电方式称三相单三拍通电方式。T为脉冲宽度（即每步持续的时间）， 每秒的步数f称步进速率，f与T互为倒数。 在三相单三拍通电方式下，当开关SA闭合时，A相通电，即该相绕组被施 加了电脉冲信号，在其周围产生感应磁场，产生A′-A轴线方向的磁通，并通过 转子形成闭合回路，如图10.2a所示。因为位于磁场中的转子总是要转到磁阻 最小的位置，所以在磁场的作用下转子要转动一定的角度，使步进电机向前 “走”了一步。如图10.2a 所示，转子的1、3齿由原始位置在磁场的作用下转 动到A、A′磁极方向上停止，完成了该步。我们称步进电机“走”一步所转过 的角度为步距角。接着若断开SA，闭合SB，则B相通电（定子从一种通电状 态变换到另外一种状态叫做一“拍”），同样道理，产生B、B′两个磁极，由 于磁场发生了改变，转子也跟着转动，如图10.2b 所示，步距角为30°。断开 SB，闭合SC，C相通电，磁场改变，转子转动，转子又“走”了一步，步距 角是30°。这样绕组的通电顺序为A→B→C→A→…，这种通电方式为三相单 三拍方式。该方式下，转子每3个拍转过一个齿距角，每12拍转动一周。
三相步进开环矢量控制
三相步进开环矢量控制
三相步进开环矢量控制是一种常见的电机控制技术，它能够精确地控制电机的转速和位置。
在这种控制方法中，电机的三相绕组分别通过电流控制器控制，以实现对电机的控制。
下面我将详细介绍三相步进开环矢量控制的原理和应用。
我们来了解一下步进电机的工作原理。
步进电机是一种特殊的电机，它的转子是由多个磁极组成，每个磁极上都有一个线圈。
当电流通过这些线圈时，会产生磁场，从而使转子发生转动。
步进电机的转子可以按照一定的步距旋转，每转一步所需的脉冲信号可以通过控制器来提供。
在三相步进开环矢量控制中，控制器会根据所需的转速和位置来生成相应的脉冲信号，并将其发送给电机的控制器。
电机的控制器会根据接收到的脉冲信号来控制电机的运动。
具体来说，控制器会根据脉冲信号的频率和方向来控制电流的大小和方向，进而控制电机的运动。
三相步进开环矢量控制的优点是控制精度高，响应速度快。
通过调整脉冲信号的频率和方向，可以实现电机的精确控制。
此外，三相步进开环矢量控制还具有较低的成本和较小的体积，适用于各种场合的应用。
三相步进开环矢量控制广泛应用于机械设备、自动化生产线、印刷
机械、纺织机械等领域。
它可以实现对电机的高精度控制，提高设备的生产效率和质量。
同时，它还可以实现对电机运动轨迹的灵活控制，提高设备的操作性和可靠性。
三相步进开环矢量控制是一种重要的电机控制技术，它能够精确地控制电机的转速和位置。
通过调整脉冲信号的频率和方向，可以实现对电机的精确控制。
这种控制方法在各种机械设备和自动化生产线中得到了广泛应用，为提高设备的生产效率和质量做出了重要贡献。
三相步进电机原理
三相步进电机原理
三相步进电机的原理基于电磁感应和电磁力的作用。
它由定子、转子和驱动电源三部分组成。
定子是由三个互相间隔120度的绕组构成，每个绕组分别连接到一个相位的交流电源。
通过交流电源的供电，定子绕组会形成一个旋转的磁场。
转子是由多个磁极组成，与定子的磁场相互作用。
转子内部有一些磁体，通常是永磁体或者继电器，它们会与定子的磁场相互排斥或吸引。
驱动电源控制转子的运动。
它会根据需要控制各个相位的电流，使定子的磁场在特定的顺序中不断旋转。
这种顺序通常是根据某种步进电机驱动算法来确定的。
当驱动电源给定子的不同绕组供电时，会产生一个旋转的磁场。
转子上的磁体会根据磁场的变化而跟随移动，从而实现步进运动。
转子每次只能转动一个固定的角度，这个角度被称为步距角。
通过控制驱动电源的电流，可以改变步进电机的转速和运动方向。
当驱动电流的频率和相位正确时，步进电机可以达到非常精确的位置控制。
总结起来，三相步进电机的原理是通过交变电流激励定子绕组
产生旋转磁场，再通过控制驱动电流使定子的磁场旋转，从而带动转子在固定的步距角内实现精确的步进运动。
三相反应式步进电动机的工作原理
三相反应式步进电动机的工作原理三相反应式步进电动机的工作原理当 A相控制绕组通电，而B相和 C相不通电时，步进电动机的气隙磁场与A相绕组轴线重合，而磁力线总是力图从磁阻最小的路径通过，故电机转子受到一个反应转矩，在步进电机中称之为静转矩。
在此转矩的作用下，使转子的齿1和齿3旋转到与A相绕组轴线相同的位置上，如图所示，此时整个磁路的磁阻最小，此时转子只受到径向力的作用而反应转矩为零。
如果B相通电，A相和C相断电，那转子受反应转矩而转动，使转子齿2齿4与定子极B、B′对齐，此时，转子在空间上逆时针转过的空间角?为30?，即前进了一步，转过这个角叫做步距角.如此按顺序不断地接通和断开控制绕组，电机便按一定的方向一步一步地转动，若按反向序顺序通电，则电机反向一步一步转动。
在步进电机中，控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍，每一拍转子就转过一个步距角，上述的运行方式每次只有一个绕组单独通电，控制绕组每换接三次构成一个循环，故这种方式称为三相单三拍。
若按A-AB-B-BC-C-CA顺序通电，每次循环需换接6次，故称为三相六拍，因单相通电和两相通电轮流进行，故又称为三相单、双六拍。
三相六拍运行方式的步距角是三相单三拍的一半，即为15?。
步进电机的三相单、双六拍运行方式另外还有一种运行方式，按AB-BC-CA顺序通电，每次均有两个控制绕组通电，故称为三相双三拍，实际是三相六拍运行方式去掉单相绕组单独通电的状态，转子齿与定子磁极的相对位置与上图一样或类似。
不难分析，按三相双三拍方式运行时，其步矩角与三相单三拍一样，都是30?。
由上面的分析可知，同一台步进电机，其通电方式不同，步距角可能不一样，采用单、双拍通电方式，其步矩角是单拍或双拍的一半；采用双极通电方式，其稳定性比单极要好。
2、步进电机的静态指标术语:拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，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 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.关注微信公共账号：mrjxuan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。
步进电机原理2(三相)
特种电机及其控制
28
3、消除振荡——阻尼方法：机械阻尼法和电子阻尼法
机械阻尼法比较单一，就是在电动机轴上加阻尼器， 电子阻尼法则有多种： 1)多相励磁法
多相励磁会产生电磁阻尼，削弱或消除振荡现象，如 电动机的双三拍和六柏方式。
定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组 成一相。 注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不 同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线路的 联接和组数的区别。
特种电机及其控制
6
永磁式步进电机结构
特点 1) 转子磁极为 永磁材料 2) 定子每极相 数等于转子 极数 3) 不开小齿， 大步矩、大 力矩
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
特种电机及其控制
9
（3）工作过程
A
B' 1
A 相通电，A 方向的磁
C'
2
通经转子形成闭合回路。
若转子和磁场轴线方向
4
C
3 A'
B
原有一定角度，则在磁
场的作用下，转子被磁
化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁
路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。
36
3.2.3 步进电机的矩频特性
步进电动机的输出转矩与控制脉冲频率之间的关 系称为矩频特性 特点： 共振区 下降曲线。以最 大负载转矩（启 动转矩）Tq为起 点，随着控制脉 冲频率增加，步 进电动机的转速 逐步升高、而带 负载能力却下降
37
步进电动机矩频特性
特种电机及其控制
矩频特性下降的原因： 1）、绕组电感影响： 绕组中的电流上升和下降 都需要—定的时间。当脉 冲频率较低时绕组通电的 周期较长，电流的平均值 较大，电动机获得的能量 较高，能维持较高的转矩 ；当脉冲频率较高时，绕 组中通电的周期较短, 电 流的平均值较小，电动机 获得的能量较少，转矩下 降。
三相步进电机的转动原理
三相步进电机的转动原理转子不采用永久磁铁的步进电机（VR型或反应式或变磁阻式）很早就在三相步进电机上得到应用。
1986年日本伺服公司开发了转子为永久磁铁、定子磁极带有齿的步进电机(在后面会详细介绍磁极齿的设计原理），定、转子齿距的配合，可以得到更高的角分辨率和转矩。
三相步进电机定子线圈的主极数为三的倍数，故三相步进电机的定子主极数为3、6、9、12 等。
转子不采用永久磁铁的步进电机(VR型或反应式或变磁阻式）很早就在三相步进电机上得到应用。
1986年日本伺服公司开发了转子为永久磁铁、定子磁极带有齿的步进电机(在后面会详细介绍磁极齿的设计原理），定、转子齿距的配合，可以得到更高的角分辨率和转矩。
三相步进电机定子线圈的主极数为三的倍数，故三相步进电机的定子主极数为3、6、9、12 等。
下列图为不同相数的步进电机典型定子构造和驱动电路的比较，其中忽略了转子构造图。
假设转子均为PM型或HB型，并且依据定子为两相、三相、五相等配备相应的转子。
定子采用不产生不平衡电磁力（在后面会详细介绍，转子径向吸引力的和不能完全互相抵消，产生剩余径向力）的最小主极数构造，即两相为4个主极、三相为3个主极、五相为5个主极时，构造上会产生不平衡电磁力，除特殊用途外不会使用上述构造。
图中，定子的构造为两相为8个主极、三相为6个主极、五相为10个主极，为最简单的构造。
另一方面，如双极型（Bi-polar)线圈所使用的步进电机驱动电路，其功率管数，两相为8个、五相为10个，三相则由于绕组采用Y或△接法的关系，3个出线口的驱动只用6个功率管就够了，所以从电机和驱动器一体考虑，三相步进电机构造最简单，其两者的制造成本最低。
从定子相数的奇偶数来看，奇数情况下驱动电路中切换功率管的数量要比偶数情况下少，例如三相步进电机要比两相步进电机的驱动功率管数少。
三相的驱动IC现在三权电气公司、三洋电机公司、新电元工业公司等生产企业已经有售。
三相步进电机与两相步进电机比较，在一样的转子齿数时，具有提高1.5倍分辨率、振动低等优点，所以使用数量会增加，价格会降低，希望其能成为一款系列化步进电机，其性能将在后面详细介绍。
三相步进电机原理与控制方法资料(精)
本模块由45BC340C型步进电机及其驱动电路组成（一步进电机：一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。
每输入一个脉冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机。
因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移的执行元件。
步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。
由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。
随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。
步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。
图1反应式步进电动机的结构示意图图1是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。
两个相对的磁极组成一组，联法如图所示模块中用到的45BC340型步进电机为三相反应式步进电机，下面介绍它单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。
1、单三拍通电方式的基本原理设A相首先通电（B、C两相不通电，产生A-A'轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。
这时A、A'极就成为电磁铁的N、S极。
在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A极的位置（图2a;接着B相通电（A、C两相不通电,转了便顺时针方向转过30°,它的齿和C、C'极对齐（图2c。
不难理解，当脉冲信号一个一个发来时，如果按LC^4A-… 的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。
这种通电方式称为单三拍方式。
TA图2单三拍通电方式时转子的位置2、六拍通电方式的基本原理设A相首先通电，转子齿与定子A、A对齐（图3a。
然后在A相继续通电的情况下接通B相。
这时定子B、B'极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A极继续拉住齿1、3,因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本模块由45BC340C型步进电机及其驱动电路组成。
(一步进电机:
一般电动机都是连续旋转,而步进电动却是一步一步转动的,故叫步进电动机。
每输入一个脉冲信号,该电动机就转过一定的角度(有的步进电动机可以直接输出线位移,称为直线电动机。
因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移(或直线位移的执行元件。
步进电动机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,步进电动机的转子就前进一步。
由于输入的是脉冲信号,输出的角位移是断续的,所以又称为脉冲电动机。
随着数字控制系统的发展,步进电动机的应用将逐渐扩大。
步进电动机的种类很多,按结构可分为反应式和激励式两种;按相数分则可分为单相、两相和多相三种。
图1 反应式步进电动机的结构示意图
图1是反应式步进电动机结构示意图,它的定子具有均匀分布的六个磁极,磁极上绕有绕组。
两个相对的磁极组成一组,联法如图所示。
模块中用到的45BC340型步进电机为三相反应式步进电机,下面介绍它单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。
1、单三拍通电方式的基本原理
设A相首先通电(B、C两相不通电,产生A-A′轴线方向的磁通,并通过转子形成闭合回路。
这时A、A′极就成为电磁铁的N、S极。
在磁场的作用下,转子总是力图转到磁阻最小的位置,也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置(图2a;接着B相通电(A、C 两相不通电,转了便顺时针方向转过30°,它的齿和C、C′极对齐(图2c。
不难理解,当脉冲信号一个一个发来时,如果按A→C→B→A→…的顺序通电,则电机转子便逆时针方向转动。
这种通电方式称为单三拍方式。
图2 单三拍通电方式时转子的位置
2、六拍通电方式的基本原理
设A相首先通电,转子齿与定子A、A′对齐(图3a。
然后在A相继续通电的情况下接通B相。
这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力,使转子顺时针方向转动,但是A、A′极继续拉住齿1、3,因此,转子转到两个磁拉力平衡为止。
这时转子的位置如图3b所示,即转子从图(a位置顺时针转过了15°。
接着A相断电,B相继续通电。
这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐(图c,转子从图(b的位置又转过了15°。
其位置如图3d所示。
这样,如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电,则转子便顺时针方向一步一步地转动,步距角15°。
电流换接六次,磁场旋转一周,转子前进了一个齿距角。
如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电,则电机转子逆时针方向转动。
这种通电方式称为六拍方式。
a.A相通电
b.A、B相通电
c.B相通电
d.B、C相通电
图3 六拍通电时转子位置
3、双三拍通电方式的基本原理
如果每次都是两相通电,即按A、B→B、C→C、A→A、B→…的顺序通电,则称为双三拍方式,从图3b,和图3d可见,步距角也是30°。
因此,采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角,每走一步前进了三分之一齿距角;采用六拍方式时,转子走六步前进了一个齿距角,每走一步前进了六分之一齿距角。
因此步距角θ可用下式计算:
θ=360°/Zr×m
式中Zr是转子齿数;m是运行拍数。
一般步进电动机最常见的步距角是3°或1.5°。
由上式可知,转子上不只4个齿(齿距角90°,45BC340C有40个齿(齿距角为9°。
为了使转子齿与定子齿对齐,两者的
齿宽和齿距必须相等。
因此,定子上除了6个极以外,在每个极面上还有5个和转子齿一样的小齿。
步进电动机的结构图如图4所示。
图4 三相反应式步进电动机的结构图
由上面介绍可知,步进电动机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。
此外,步进电动机的转速决定于电脉冲频率,并与频率同步。
(二、驱动电路:
本模块采用星型接发,三相绕阻的公共端接+12V,另三端控制信号先经74HC04反相后驱动NPN三极管2N2222A,由三极管输出驱动步进电机,原理如下:。