自动控制元件课件

B相通电
TemB
T jmax
sin( e
2
3
)
C相通电
TemC
T jmax
sin( e
2
3
)
A、B相同时通电
TemAB
TemA
TemB
T j max
sin( e
)
3
9
矩角特性曲线族
T
A
B
C
o
3
3
2
3
Tem ATjm axsine
e
TemBTjmaxsin(e2 3)
TemCTjmaxsin(e2 3)
T AC
3TA
3T1
T ACB
2TA
2T1
2－3通电方式，12拍
T
C
ACACBCBCBABABAC
T CB
TB
BACBACBACBACBAC
T CB A
T BA
20
四相反应式步进电机绕组通电方式
TDA
TA
TAB
双四拍
A B B C C D D A
TDபைடு நூலகம்
o
TB
单双八拍
A A B B B C C C D D D A
TA
T
ACB
T
T
B
T
C
C
T
B
60
120 o
TC TB
T AC B
T
A
T
CBA 3－3通电方式，6拍
T B AC
ACB CB A B AC ACB CBA BAC
19
三相混合式步进电机绕组通电方式3
T BAC
T C BA
T CB
T AC B
T BA
TA T
B
120 o
TC
T A
T AC T B AC
17
三相混合式步进电机绕组通电方式1
T BA
T AC
3TA
3T1
2－2通电方式，6拍
TA
T B
30
T
C
AC CB B A AC C B BA
T
CB
120
o
T CB
TC TB
T A
T AC
T BA
18
三相混合式步进电机绕组通电方式2
T BAC
T3 2T1
T BC
TA
T1
T
C BA
1 2
F
2 k
dk d
1 2
Z
r
F
2 k
dk de
k 0 n c o s ( n e )
故 或
n 1
Tem
1 2
Z r F k2 1 s in e
Tem T jmax sin e
(N m)
7
通电相极产生的电磁转矩
8
三相反应式步进电动机绕组通电时的矩角特性
A相通电
TemA T jmax sin e
TCD
TC
TBC
21
二相混合式步进电机绕组通电方式
T
TA
TAB
BA
双四拍
A BBAA BB A
T
B
o
TB
单双八拍
A A B B B A A A B B B A
T AB
T A
T BA
22
思考题
分别说明五相反应式步进电机和五相混合式
步进电机运行时的绕组通电方式、步距角和产生 的最大静转矩。
EAB EA DEA DE CDE
25
C /D
/B
A
C
E
/D
/B
T
ABC DE
D
C 18 / z
E
O
T
BC DE
B
E
五相混合式步进电机多相通电时的 合成转矩矢量
T43.078T1
T53.236T1
26
五相混合式步进电动机的通电方式
四相通电（10拍）
ABC D BC DE C DE A DE AB E ABC
通电，完成一个通电循环，转子将转过一个齿距
角。因此步进电动机的特性完全可由一个齿距范
围内的特性来代表。我们定义电角度
角度 与转子齿数Z r 的乘积。
等于机械
e
e Zr
4
用电角度表示的齿距角
e Zr
che 360 2
be
che N
360 N
2 N
这样，无论转子齿有多少个，以电角度表示的齿 距角和步距角与齿数无关。
12
四相反应式步进电动机单相通电时的矩角特性
A相通电 B相通电 C相通电 D相通电
TemA T jmax sin e
T em B
T jmax
sin ( e
2
)
T em C T j m ax s in ( e )
T em D
T j m ax s in ( e
3 2
)
13
四相反应式步进电动机矩角特性
A A
D
E
B
C
O
O
C D 五相反应式转矩矢量
B
E
五相混合式转矩矢量
23
A
E O
D
T B AB
C
36 / z
B
TABC
C
T2T31.618T 1
五相反应式步进电机多相通电时的合成转矩矢量
24
五相反应式步进电动机的通电方式
二相通电（5拍）
AB BC CD DE EA
二—三通电（10拍）
AB ABC BC BCD CD
15
三相反应式步进电动机的转矩矢量
TA
120 o
TC
Tem ATjm axsine
TemBTjmaxsin(e2 3) TemCTjmaxsin(e2 3)
TB
16
三相反应式步进电机绕组通电方式
TA TCA
TC TBC
双三拍
TAB
AB BC CA
单双六拍
TB
A AB B BC C CA
A、B相同时通电 B、C相同时通电 C、D相同时通电 D、A相同时通电
TemAB TemBC TemCD TemDA
2T
jm ax
sin (
e
4
)
2T
jm ax
sin ( e
3 4
)
2T
jm ax
sin ( e
5 4
)
2T
jm ax
sin ( e
7 4
)
14
四相反应式步进电动机矩角特性曲线族
三相反应式步进电机矩角特性曲线族
10
三相反应式步进电动机多相通电时的矩角特性
A、B相同时通电
TemAB
T
j max
sin ( e
3
)
B、C相同时通电 Tem B C T j m ax s in ( e )
C、A相同时通电
TemCA
T jmax
sin ( e
5
3
)
11
三相反应式步进电动机多相通电时的矩角特性
E ABC D E AB C D E A BC D E ABC D
五相通电（10拍）
ABC DE BC DE A C DE AB DE ABC E ABC D
E ABC D D E ABC C D E AB BC D E A ABC D E
自动控制元件
1
步进电动机的静态特性
静态转矩 矩角特性
2
通电相极产生的电磁转矩（矩角特性）
+Ua
ia
定子
d 0
z0
转子
d 0
Tj max
2
T
Tem ATjm axsine
2
e
o
e 0 T 0
z0 e 0
T 0
e 0
T 0
e
T 0
3
用电角度表示的齿距角
从步进电动机工作原理可看出，无论以何种方式
5
通电相极产生的电磁转矩
封闭的磁系统 电磁转矩 磁场能量 因 有
dW m Tem d
Tem
dWm d
Wm
1 2
L
a
I
2 a
1 2
I
2 a
Ia
1 2
I
2 a
W
k
Ia
k
1 2
Fk k
Fk
k k
Wm
1 2
2 k
k
6
通电相极产生的电磁转矩
电磁转矩
Tem
dW m d
1
2 k
dk
2
2 k
d
因，磁导