频率增高以后，步 进电机负载能力下 运行矩频特性：运行频率f5最大输出转矩Tm 降的原因 的关系。 定子绕组存在电感，频率高 时其阻止电流变化的特性 趋于明显。 到某一频率以后，步进电机 已带不动任何负载，只要 受到很小的扰动，就会振 荡、失步以至停转。 WW 2.5.4、其它步进电机 结构形式 永磁式步进电机 定子：两相或多相 绕组 定了 转子：一对或多对 极的星型永磁体 (转子永磁体极 数与定子每相控 制绕组的极数对 应相等。 工作状态 特点 ◆步距角较大（如45°，不适于小步距用 电源须提供正负脉冲或在同一相的极上绕二 途)； 套绕向相反的绕组。 ◆运行功耗小（转子为永磁）： 步距角为 360° 0。= ◆绕组断电时具有一定的定位转矩 2mp 其中，m为相数：p为转子极对数。 例：对于上图步进电机，其m=2,p=2,则 0。=45° 6
6 运行矩频特性：运行频率f与最大输出转矩Tdm 的关系。 频率增高以后，步 进电机负载能力下 降的原因 定子绕组存在电感，频率高 时其阻止电流变化的特性 趋于明显。 到某一频率以后， 步进电机 已带不动任何负载， 只要 受到很小的扰动， 就会振 荡、 失步以至停转。 2.5.4、其它步进电机 永磁式步进电机 结构形式 定子：两相或多相 绕组 转子：一对或多对 极的星型永磁体 （转子永磁体极 数与定子每相控 制绕组的极数对 应相等。 工作状态 电源须提供正负脉冲或在同一相的极上绕二 套绕向相反的绕组。 步距角为 其中，m为相数；p为转子极对数。 例：对于上图步进电机，其m=2，p=2，则 mp b 2 360° θ = = 45° θ b 特点 步距角较大（如45°，不适于小步距用 途）； 运行功耗小（转子为永磁）； 绕组断电时具有一定的定位转矩
永磁感应式步进电机 2.5.5、步进电机的驱动电路 在永磁和变磁阻原理共同作用下运转，不展 开讨论。 步进电机与驱动电源是一个不可 分开的有机整体，步进电机系统 的性能除了与电机本身的性能有 关外，在很大程度上取决于所使 用的驱动电源的类型与优劣。 步进电机驱动电路的功能 驱动电路功能方块图 功率放大解 步进账冲 A 功放电略 神分配 功放大的作 B 功放电略 三相步进 负能 用：对各相酥 冲信号进行功 方南电平 功放电路 平近大，使之 直流电源 机 分配最 功率电澜 毫安 一相绕组都要 用一个单独的 功放电路为其 振荡 分配 功率 步进电 脉冲分配的作用：接收时钟陈冲信号和方向屯 平，将单路脉冲转换为多相循环变化的脉冲。 供电。 源 器 驱动 机 方南电平=of几几几几几 r 方向电平1 A■□ A■■ B几 B- 步进电机对驱动电路的要求(1) 步进电机对驱动电路的要求(2) (1)在通电周期内能提供足够大的矩形波或接近 (2)驱动电路效率高、功耗小。 矩形波的电流。 所串联的电阻能使时间常数减小，但增加热损 步进电机对电源而言是一感性负载。负载存在 耗，因此，应考虑驱动电路既能保证步进电机 电感时，有反电势产生，电流不可能突然建立或 有良好的性能，又要损耗小。 消失。当通电时，电流按指数规律上升，即 0-e%) (3)驱动电路运行可靠、稳定，便于维修。 i=. 地机组 R+r 功率电机的电感尤其大，在断电瞬间，电机绕组 两端会产生很高的反向感应电势（有时高达数百 其中，电路时间常数 L T= 伏)，若元件不可靠，容易击穿。 R+r 衰减时，也如此逐渐过渡。 7
7 永磁感应式步进电机 在永磁和变磁阻原理共同作用下运转，不展 开讨论。 2.5.5、步进电机的驱动电路 步进电机与驱动电源是一个不可 分开的有机整体，步进电机系统 的性能除了与电机本身的性能有 关外，在很大程度上取决于所使 用的驱动电源的类型与优劣。 驱动电路功能方块图 步进电机驱动电路的功能 毫安 → 安 f A B C 脉 冲 分 配 器 功放电路 三 相 步 进 电 机 负载 功率电源 分配器 电源 功放电路 功放电路 功率放大器 步进脉冲 方向电平 f A B C A B C 方向电平＝0 f 方向电平＝1 脉冲分配的作用：接收时钟脉冲信号和方向电 平，将单路脉冲转换为多相循环变化的脉冲。 功率放大的作 用：对各相脉 冲信号进行功 率放大，使之 有足够能力驱 动步进电机。 步进电机的每 一相绕组都要 用一个单独的 功放电路为其 供电。 步进电机对驱动电路的要求（1） 步进电机对电源而言是一感性负载。负载存在 电感时，有反电势产生，电流不可能突然建立或 消失。当通电时，电流按指数规律上升，即 (1 ) τ t e R r U i − − + = R r L + τ = （1）在通电周期内能提供足够大的矩形波或接近 矩形波的电流。 衰减时，也如此逐渐过渡。 其中，电路时间常数 步进电机对驱动电路的要求（2） （2）驱动电路效率高、功耗小。 所串联的电阻能使时间常数减小，但增加热损 耗，因此，应考虑驱动电路既能保证步进电机 有良好的性能，又要损耗小。 （3）驱动电路运行可靠、稳定，便于维修。 功率电机的电感尤其大，在断电瞬间，电机绕组 两端会产生很高的反向感应电势（有时高达数百 伏），若元件不可靠，容易击穿