太原理工大学长治学院授倮教案 到原来平衡状态的能力。~直接影响数控加工精度 和表面粗糙度 5.低速大转矩:在低速时进行重切削 另外,数控机床对主轴驱动也有一定要求: 1)能提供大的切削功率 2)调速范围达200:1,以利于选择合适的 主轴转速; 3)能满足不同的加工要求,在一定速度范 围内保持恒转矩或恒功率切削 《数控原理与系统》36
太原理工大学长治学院授课教案 《数控原理与系统》36 到原来平衡状态的能力。～直接影响数控加工精度 和表面粗糙度。 5. 低速大转矩：在低速时进行重切削。 另外，数控机床对主轴驱动也有一定要求： 1） 能提供大的切削功率； 2） 调速范围达 200：1，以利于选择合适的 主轴转速； 3） 能满足不同的加工要求，在一定速度范 围内保持恒转矩或恒功率切削
太原理工大学长治学院授倮教案 转子的转角与 第二节步进电动机及驱动电路 输入的脉冲个数 成正比 转速与电脉冲 步进电动机的工作原理和主要特性频率成正比 转子方向取决 于步进电动机定 (一)步进电动机的工作原理 子绕组的通电顺 由转子、定子及定子绕组所组成 步进电动机定子绕组从一种通电状态换接到另 种通电状态称为一拍 ABC—A-.三相单三拍 AB--BC-CA-AB-..三相双三拍 A-AB-B-BC-C-CA-A-三相六拍 每拍转子转过的角度称为步距角。 6, 电动机相数的多少受结构限制,减少步距角的 主要方法是增加转子齿数z 6,×60f60f 360 二k 步距误差主要由 步进电动机齿距 (二)步进电动机的主要特性 制造误差,定子 和转子气隙不均 1步距角O和步距误差△ 匀,各相电磁转 矩不均匀等因素 步距角越小,机床运动部件的位置精度越高 步距误差△O,是指步进电动机运行时理论的步 距角θ,与转子每一步实际的步距角6之差,即 《数控原理与系统》37
太原理工大学长治学院授课教案 《数控原理与系统》37 第二节 步进电动机及驱动电路 一、 步进电动机的工作原理和主要特性 （一）步进电动机的工作原理 由转子、定子及定子绕组所组成。 步进电动机定子绕组从一种通电状态换接到另 一种通电状态称为一拍。 A—B—C—A--……三相单三拍 AB—BC—CA—AB--……三相双三拍 A—AB—B—BC—C—CA—A-三相六拍 每拍转子转过的角度称为步距角。 mzk o s 360 = 电动机相数的多少受结构限制，减少步距角的 主要方法是增加转子齿数 z。 mzk f f n o s 60 360 60 = = （二）步进电动机的主要特性 1.步距角 s 和步距误差 s 步距角越小，机床运动部件的位置精度越高。 步距误差 s 是指步进电动机运行时理论的步 距角 s 与转子每一步实际的步距角 ' s 之差，即 转子的转角与 输入的脉冲个数 成正比； 转速与电脉冲 频率成正比； 转子方向取决 于步进电动机定 子绕组的通电顺 序。 步距误差主要由 步进电动机齿距 制造误差，定子 和转子气隙不均 匀，各相电磁转 矩不均匀等因素 造成
太原理工大学长治学院授倮教案 Δ=O.-0.。它直接影响执行部件的定位精度。 2静态转矩和矩角特性 3最大起动转矩M 起动转矩是电动机能带动负载转动的极限转 矩 4.最高起动频率f 指令脉冲频率大于最高起动频率,就不能正常 工作,会造成丢步 5连续运行的最高工作频率fa 它表明步进电动机所能达到的最高速度。 6矩频特性 步进电动机在连续运行时,用来描述输出转矩 和运行频率之间关系的特性称为矩频特性。 7步进电动机的选用 首先应保证步进电动机的输出转矩大于负载所 需的转矩,即先计算机械系统的负载转矩,并使所 选电动机的输出转矩有一定余量,以保证可靠运行。 其次应使步进电动机的步距角与机械系统相匹 配,以得到机床所需的脉冲当量。 再次应使被选电动机能与机械系统的负载惯量 及机床要求的起动频率相匹配,并有一定余量,还 应使其最高工作频率能满足机床运动部件快速移动 《数控原理与系统》38
太原理工大学长治学院授课教案 《数控原理与系统》38 ' s = s − s 。它直接影响执行部件的定位精度。 2.静态转矩和矩角特性 3.最大起动转矩 Mq 起动转矩是电动机能带动负载转动的极限转 矩。 4. 最高起动频率 q f 指令脉冲频率大于最高起动频率，就不能正常 工作，会造成丢步。 5.连续运行的最高工作频率 Max f 它表明步进电动机所能达到的最高速度。 6.矩频特性 步进电动机在连续运行时，用来描述输出转矩 和运行频率之间关系的特性称为矩频特性。 7.步进电动机的选用 首先应保证步进电动机的输出转矩大于负载所 需的转矩，即先计算机械系统的负载转矩，并使所 选电动机的输出转矩有一定余量，以保证可靠运行。 其次应使步进电动机的步距角与机械系统相匹 配，以得到机床所需的脉冲当量。 再次应使被选电动机能与机械系统的负载惯量 及机床要求的起动频率相匹配，并有一定余量，还 应使其最高工作频率能满足机床运动部件快速移动
太原理工大学长治学院授倮教案 的要求。 步进电动机的驱动控制 1.环形脉冲分配器 其作用是将CNC装置送来的一系列指令脉冲 按照一定的循环规律依次分配给电动机的各相绕 组,控制各相绕组的通电和断电。 环形脉冲分配器可用硬件和软件两种方法实T集成电路和 CMOS集成电路 现 2.步进电动机驱动电源(功率放大器) (1)单电压驱动电路优点是线路简单,缺 点是电流上升速度慢,高频时带负载能力较差 (2)高低压驱动电路高压建流,低压稳流。 优点是在较宽的频率范围内有较大的平均电流,能 产生较大而且较稳定的电磁转矩,缺点是电流有波 谷 (3)恒流斩波驱动电路 优点有:1)绕组的脉冲电流上升和下降沿较陡, 快速响应性好。 2)该电路功耗小,效率高 3)该电路能输出恒定转矩。 《数控原理与系统》39
太原理工大学长治学院授课教案 《数控原理与系统》39 的要求。 二、步进电动机的驱动控制 1．环形脉冲分配器 其作用是将 CNC 装置送来的一系列指令脉冲 按照一定的循环规律依次分配给电动机的各相绕 组，控制各相绕组的通电和断电。 环形脉冲分配器可用硬件和软件两种方法实 现。 2. 步进电动机驱动电源（功率放大器） （1）单电压驱动电路 优点是线路简单，缺 点是电流上升速度慢，高频时带负载能力较差。 （2）高低压驱动电路 高压建流，低压稳流。 优点是在较宽的频率范围内有较大的平均电流，能 产生较大而且较稳定的电磁转矩，缺点是电流有波 谷。 （3）恒流斩波驱动电路 优点有：1）绕组的脉冲电流上升和下降沿较陡， 快速响应性好。 2）该电路功耗小，效率高； 3）该电路能输出恒定转矩。 TTL 集成电路和 CMOS 集成电路
太原理工大学长治学院授倮教案 开环控制步进电动机伺服系统的工作原理 1.工作台位移量的控制 2.工作台运动方向的控制 四、步进电动机驱动装置应用实例 上海开通数控公司KT350系列五相混合式步进 电动机驱动器的应用 第一位:控制方式的选择; 第二位:运行方向的选择; 第三位:整/半步运行模式选择 第四位:自动试机运行。 《数控原理与系统》
太原理工大学长治学院授课教案 《数控原理与系统》40 三、开环控制步进电动机伺服系统的工作原理 1. 工作台位移量的控制 2. 工作台运动方向的控制 四、步进电动机驱动装置应用实例 上海开通数控公司 KT350 系列五相混合式步进 电动机驱动器的应用。 第一位：控制方式的选择； 第二位：运行方向的选择； 第三位：整／半步运行模式选择； 第四位：自动试机运行