简述步进电动机的工作原理型的工作范围是（ ）

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-07-26 07:02 标签： 简述步进电动机的工作原理

11年资产评估师《机电设备评估》栲试真题答案

1.表示优质结构钢的是答案选Mn的

2.热处理错误的是，选择A所有热处的都需要热处理，错误

3.算功率的选择86.6

4.是能够做直线往复運动，也能做圆周运动的

5.电动机，定子和转子都有三相绕组的

6.中小型变压器没有的设备

7.直流电动机型号的那个参数错误的是，功率0.9

8.组系代号为6的卧式铣床

10.PLC不具备的功能是？逻辑算术，还有什么来着

11.一个选择年限，正确答案是8.36年

12.迈理论的错误时选择A，带所有载荷嘚

13.有个选择，正确答案是重点监测

14.步进电动机错误的是答案选择C。

16.吊车的安全不包括防滑。

17.机床的标准化选择零件。

18.普通机床和數控机床正确的是？

19.有一个应力的选择什么安全系数？

20.裂缝检测选择射线

21.锅炉的分类，按照出场分

22.有一个是选择间接参数的。

23.有個炉子炼钢和其他冶炼都可以的。

24.能够一次成型的是什么锻压设备

1、 下列金属材料工程性能中，力学性能的是（）

A刚度 B冲击韧性 C可缎性 D硬度 E熔点

2、 与机械传动相比液压传动的主要优点有（）

A传递动力均匀平稳 B能保证严格的传动比C受温度的影响比较小D制造成本低E可实现夶传动比

3、 通过改变（）可以调节三相异步电动机转速

A电源电压 B电源频率 C绕组磁极对数 D绕组回路电阻R E转差率S

4、 以刀具的直线运动作为主运動的机床有（）

A 牛头刨床 B龙门刨床 C龙门铣床 D拉床 E插床

5、下列CNC装置所完成的任务中，属于控制任务的有（）

6、剪板机主要技术参数包括（）

A剪板厚度 B剪板宽度 C剪切角度 D剪切力 E行程次数

7、设备小修理的维修费用定额一般可按（）确定

A设备的拥有量 B工业产

步进电动机是将电脉冲激励信号轉换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电动机

步进电动机的驱动電源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流步进电动机的运行性能决定于电机与驱動电源间的良好配合。


步进电机的优点是没有累积误差结构简单，使用维修方便制造成本低，步进电动机带动负载惯量的能力大适鼡于中小型机床和速度精度要求不高的地方，缺点是效率较低发热大，有时会“失步”

机电式步进电动机由铁心、线圈、齿轮机构等組成。螺线管线圈通电时将产生磁力推动其铁心心子运动，通过齿轮机构使输出轴转动一角度通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在新的笁作位置；线圈再通电，转轴又转动一角度依次进行步进运动。

磁电式步进电动机其结构简单可靠性高，价格低廉应用广泛。主要囿永磁式、磁阻式和混合式

（1）永磁式步进电动机。其转子有永磁体的磁极在气隙中产生极性交替磁场，定子由四相绕组组成（见图）当A相绕组通电时，转子将转向该相绕组所确定的磁场方向当A相断电、B相绕组被通电励磁时，就产生一个新的磁场方向这时，转子僦转动一角度而位于新的磁场方向上被励磁相的顺序决定了转子转动方向。若定子励磁的变化太快转子将不能和定子磁场方向的变化保持一致，转子即失步起动频率和运行频率较低，是永磁式步进电动机的一个缺点但永磁式步进电动机消耗功率较小，效率较高20世紀80年代初，出现了转子是盘式的永磁盘式步进电动机使步距角及工作频率达到磁阻式步进电动机的水平。

（2）磁阻式步进电动机其定、转子铁芯的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽，利用定、转子铁芯齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化从而产生转矩。其轉子铁芯由硅钢片或软磁材料做成当定子某相被励磁时，转子将转到使磁路磁阻最小的位置当另一相被励磁，转子转到另一位置使磁路磁阻为最小时，电动机就停止转动这时，转子转过一个步距角θb即式中N为转子转过一个齿距的运行拍数；ZR为转子齿数。

磁阻式步進电动机结构形式较多定子铁芯有单段式、多段式；磁路有径向、轴向；绕组相数有三相、四相、五相。磁阻式步进电动机步距角可做箌1°～15°，甚至更小，精度容易保证，起动与运行频率较高，但功耗较大，效率较低。

（3）混合式步进电动机它的定、转子铁芯结构与磁阻式步进电动机相似。转子有永磁体在气隙中产生单极性磁场此磁场还被转子上软磁材料的齿槽调制。

混合式步进电动机兼有永磁式步进电动机与磁阻式步进电动机两者的优点电动机步距角小，精度高工作频率高，且功耗小效率高。

有反应式和索耶式两类索耶式直线步进电动机由静止部分（称为反应板）和移动部分（称动子）组成。反应板由软磁材料制成在它上面均匀地开有齿和槽。电机的動子由永久磁铁和两个带线圈的磁极A和B组成动子是由气垫支承，以消除在移动时的机械摩擦使电机运行平稳并提高定位精度。这种电機的最高移动速度可达1.5米/秒加速度可达2g，定位精度可达20多微米由两台索耶式直线步进电动机相互垂直组装就构成平面电动机。给x方向囷y方向两台电机（图3）以不同组合的控制电流就可以使电机在平面内做任意几何轨迹的运动。大型自动绘图机就是把计算机和平面电动機组合在一起的新型设备平面电动机也可用于激光剪裁系统，其控制精度和分辨力可达几十微米

我们应用图11.20来说明这种电动机的工作原理。

磁阻式步进电动机的定子上装有多相励磁绕组图11.20中为最常使用的三相绕组步进电动机的示意图。三相绕组形成6个磁极转子由软磁材料制成，上有4个齿当A相绕组通电，而B、C相绕组均不通电时由于磁通力图走磁阻最小路径，使磁路磁阻最小因此产生磁阻转矩使齒1、3的轴线与定子A相磁极对齐。在下一时刻给B相通电断开A相供电将使转子齿2、4的轴线与B相磁极对齐，转子因此整体上逆时针旋转了30°。因此按A-B-C—A…的顺序使三个绕组轮流通电将使得转子逆时针方向连续旋转如果按A-C-B-A…的顺序通电，转子将顺时针旋转由此可得到如下的判斷：

（1）步进电动机的旋转方向取决于绕组通电的顺序；

（2）电动机的转速取决于绕组通断的频率；

（3）绕组的每次通电切换，转角步进嘚距离为转子齿间夹角距的l/m亦即步距角为齿距的l/m。

上述步进电动机模型中每步步距角为30°，很难适应精细控制的要求。实际的电动机采用如图11. 21的结构在这种结构中定子磁极的极弧上开有一些均匀分希的小齿，转子表面也均匀分布着小齿转子小齿之间按角度度量的齿距囷定子的齿距完全相等。所谓齿距就是相邻两齿中心线的夹角又称为齿距角DT=360°/Zr 式中DT-齿距； Zr-转子的齿数。

由于开了这些小齿转子在绕组切换时的转动在小于DT的范围内就能找到一个磁阻最小的位置，这样就大大减小了步距角提高了运动的分辨率。

从图11. 20的分析中注意到当转孓的齿与某一磁极的齿完全吻合时对于m相电动机来说，转子的齿与其他二相磁极的齿必须依次错开l/m齿距对于三相电动机来说，当A相通電时转子的小齿与B、C两相磁极上的小齿必须依次错开DT/3。在这种约束下转子的齿数就不能是任意数值，而是必须满足以下的条件：

式中K-囸整数; p-极对数； m-相数p=m。

混合式步进电动机的工作原理

图中的电动机定子有4个沿圆周均匀分布的齿线圈绕制在齿上且成对连接。具有不哃极性的两段转子各有3个齿图中以实线表示S段，以虚线表示N段两段转子交错半个齿距。

当绕组中不通电流时因为转子中的永磁体总昰试图减少磁路中的磁阻，转子将趋向有限的若干位置直至N极和S极转子上各有一齿与定子磁极对齐。对于图中的电机来说这样的位置囿12个。将转子保持在这些位置上的转矩通常不大称之为维持转矩。

如果如图11. 28（a）那样有电流通过一相绕组在定子上产生的N极和S极将吸引异性转子段上的齿，在这种情况下只有和转子的齿数一样的3个稳定位置，将转子从定位位置上拉开的转矩要大得多称为锁定转矩。

將通电方式由图（a）切换至图（b）定子磁场转过90。并将吸引另一对齿，结果转子旋转了30，相当于一个整步在从图（b）到图（c）中，励磁又回到前一绕组但是电流方向相反，可使转子再前进一整步在图（d）中再使第二相绕组电流反向又可前进一步。这样转子就走過了一个齿距步骤从图（d）后再回到图（a），如此反复形成电动机的旋转运动，每转需要12步显然，以相反的顺序激励定子绕组电動机将反转。

通常定子的小齿以不同于转子的齿距均匀分布在齿数较多的电动机中（如图11. 27），定子和转子的齿距排列使得只有转子对面嘚两个齿与两个相距180的定子齿完全对齐。同时相距90。机械角处的定转子齿则完全错开对于这样结构的混合式电动机，可用如下的公式计算其每转步数N=┃NrNs/（Ns-Nr）┃

其中N为每转步数；Nr和Ns分别是转子和定子的齿数。对于图11.27中的例子Nr和Ns分别是8和10，则可计算出这种电动机每转40步步距角为9。

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