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基于plc的步進電動機的控制系統畢業論文(編輯修改稿)

2025-08-15 12:56 本頁面

　

【文章內容簡介】需要根據用戶的訂貨要求專門設計控制器，適合批量生產。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業控制界的歡迎，并得到迅速的發展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應用。步進電機的介紹步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度 (稱為“步距角” )，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差 (精度為 100%)的特點，廣泛應用于各種開環控制。現在比較常用的步進電機包括反應式步進電機（ VR）、永磁式步進電機（ PM）、混合式步進電機（ HB）和單相式步進電機等。沈陽工業大學本科生畢業設計（論文） 2 第 2 章步進電機步進電機工作原理步進電機結構步進電機結構剖面圖如圖所示。圖步進電機結構剖面圖轉子勵磁線圈定子 A B D C 沈陽工業大學本科生畢業設計（論文） 3 電機轉子均勻分布著 40 個小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。 0、 1/3? 、 2/3? ， (相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以 ? 表示 )，即 A 相與齒 1相對齊， B相與齒 2 向右錯開 1/3? ， C 相與齒 3 向右錯開 2/3? ， A39。與齒 5 相對齊， (A39。就是 A，齒 5 就是齒 1)，定轉子的展開圖如圖所示。圖定轉子的展開圖 A B C A 1 2 3 4 5 T 沈陽工業大學本科生畢業設計（論文） 4 旋轉過程如 A 相通電， B、 C 相不通電時，由于磁場作用，齒 1 與 A 對齊，轉子不受任何力 (以下均同 )。如 B相通電， A、 C相不通電時，齒 2 應與 B 對齊，此時轉子向右移過 1/3? ，此時齒 3與 C偏移為 1/3? 。如 C相通電， A、 B相不通電，齒 3 應與 C 對齊，此時轉子又向右移過 1/3? ，此時齒 4與 A偏移為 1/3? 對齊。如 A 相通電， B、 C相不通電，齒 4 與 A 對齊，轉子又向右移過 1/3? ，這樣經過A、 B、 C、 A 分別通電狀態，齒 4(即齒 1 前一齒 )移到 A 相，電機轉子向右轉過一個齒距，如果不斷地按 A、 B、 C、 A??通電，電機就每步 (每脈沖 )1/3? ，向右旋轉。如按 A、 C、 B、 A??通電，電機就反轉。其通電狀態如圖所示。圖通電狀態圖 A 相通電 B 相通電 C 相通電沈陽工業大學本科生畢業設計（論文） 5 由此可見，電機的位置和速度由通電次數 (脈沖數 )和頻率成一一對應關系。而方向由通電順序決定。不過，出于對力矩、平穩、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用 AABBBCCCAA 這種導電狀態，這樣將原來每步 1/3? 改變為1/6? 。甚至于通過二相電流不同的組合，使其 1/3? 變為 1/12? ， 1/24? ，這就是電機細分驅動的基本理論依據。不難推出：電機定子上有 m 相勵磁繞阻，其軸線分別與轉子齒軸線偏移 1/m， 2/m?? (m1)/m， 1。并且導電按一定的相序電機就能正反轉被控制 —— 這是旋轉的物理條件。力矩電機一旦通電，在定轉子間將產生磁場 (磁通量Ф )當轉子與定子錯開一定角度產生力 F 與 (dФ /dθ )成正比，其磁通量 Ф =Br*S， Br 為磁密， S 為導磁面積， F 與 L*D*Br 成正比， L 為鐵芯有效長度， D 為轉子直徑， R 為磁阻。力矩 =力 *半徑力矩與電機有效體積 *安匝數 *磁密成正比 (只考慮線性狀態 )。因此，電機有效體積越大，勵磁安匝數越大，定轉子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。步進電機的分類步進電機分為永磁式 (PM)、反應式 (VR)、混合式 (HR)三種。永磁式一般為二相，轉矩和體積都很小，步距角一般為 176。或 15176。；反應式一般為三相，實現大轉矩輸出，步距角為 176。；混合式兼具永磁式和反應式的優點，分二相和五相，二相步距角為 176。，無相步距角為 176。。沈陽工業大學本科生畢業設計（論文） 6 步進電機控制方式及運

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