第6章思考题与习题答案

思考题与习题

1．步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用

是将移或直线位移。（）

________变换为相应的角位

A．直流电信号C. 计算机信号B.交流电信号D.脉冲电信号

2.在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速

与

__ __成正比。

3．步进电动机与一般旋转电动机有什么不同？步进电动机有哪几

种

?

4．试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理．为什么步进

电动机有两种步距角？

5.步进电动机常用于_________系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。（）

A.高精度

B.高速度

C.开环

D.闭环

6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成__。

7. 步进电动机的输出特性是()

A.输出电压与转速成正比

B.输出电压与转角成正比

C.转速与脉冲量成正

比 D.转速与脉冲频率成正比

8、如何控制步进电动机输出的角位移、转速或线速度？

9、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共同点和差异？

步进电动机与同步电动机有什么共同点和差

异？

10、一台反应式步进电动机步距角

为0.9o/1.8o，问（1）这是什么意思？（2）转子齿数是多少？

11．采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比（）

A．减小一半 B.相同

C.增大一

半 D.增大一倍

12

.有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8°/0.9，°则该电机转子齿

数

为（）

A.75

B.100

C.50

D.不能确定

13．一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，在脉冲频率f为400Hz时，其转

速n为100r/min，试计算其转子齿数Z R和步距角θ。若脉冲频率不变，采用三相三拍运行b

方式，其转速n 和步距角θ又为多少？

1 b1

14

.一台三相反应式步进电动机，其转子齿数Z R为40，分配方式为三相六拍，脉冲频率 f 为600Hz，要求：

（1）写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺

序；

（2）求步进电动机的步距角θ；

b

（3）求步进电动机的转速n。

15.有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组，测得步进电机的转速为100rpm，已知转子有24个齿。（5分）

求：(1)步进电机的步距角θ

(2)脉冲电源的频率 f

16．有一台三相反应式步进电机，按A—AB—B—BC—C—CA方式通电，转子齿数为80

800Hz，求该电机的步距角和转速。(6分)

个，如控制脉冲的频率

为

17.为什么步进电机的脉冲分配方式应尽可能采用多相通电的双拍

?

制

18、步进电机带载时的启动频率与空载时相比有什么变化？

19、步进电动机连续运行频率和启动频率相比有什么不同？

20、步进电动机在什么情况下会发生失步？什么情况下会发生振荡？

21、设计一个完整的三相步进电动机的驱动电路，并设计一套单片机的控制程序，包括调速

（启动、加速、恒速、减速）及正反转过程。

答案

1、D

2、脉冲频率

3．答：步进电动机一种可由电脉冲控制运动的特殊电动机，可以通过脉冲信号转换控制的

方法将脉冲电信号变换成相应的角位移或线位移。与一般旋转电动机相比，步进电动机不能

直接使用通常的直流或交流电源来驱动，而是需要使用专门的步进电动机驱动器。

步进电动机按转矩产生的原理分为

a.反应式步进电动机。

b.激磁式步进电动机。这类步进电动机又分为电磁式与永磁

式；c.混合式步进电动机。同时混合使用前两种方式。

4．答：三相单三拍磁阻式步进电动机的结构如图 6.3a所示：其定子铁心上有六个形状相同

的大齿，相邻两个大齿之间的夹角为60o。每个大齿上都套有一个线圈，径向相对的两个线

圈串联起来成为—相绕组。六个电极共构成三相绕组，即相对的UU、WW、VV齿极分别

缠有两个相互串联的线圈从而构成三相绕组。转子有两个磁极。绕组电路原理如图 6.3b所

示。这种形式的步进电动机即是三相步进电动机。对三相步进电动机来说，当某一相的磁极

处于最大磁导位置时，另外两相必处于非最大磁导位置（如图 6.2b所示即定子与转子小齿

不对齐的位置）。

，当定子绕组通电及换相时，将会产生使转子转动的力矩并使转子转动。根据通电及

换相的方法的不同，可以有以下几种转动方式：

式为U—V—W—U,的顺序轮流供电且一相通电、两相断电的方式。此时

o

流供电，则步进电动机逆时针转动。称这种方式为“三相三位”或“单三拍”分配方式。

)，则称为“三相六位”或

2）通电方式为 U—UV—V—VW—W—WU—U, (或反顺

序

o

“三相六拍”。此时，步进电动机每步为30，步距角减小一半。

3）如果通电方式为UV—VW—WU—UV,，则称为‘双三伯”，步距角仍为60o。

从上可知当通电换向的方式不同，步进机电动机可以有两种步距角。

5、C

6、正比

7、D

8、答：

步进电