数控技术毕业设计-步进电机在数控机床中的应用

数控技术毕业设计-步进电机在数控机床中的应用内容摘要：

压驱动方式的改进型，它使用两种电压电源，即步进电动机额定电压和比它高几倍的电压电源。 此方式可改善电动机启动时的电流前沿特性，如图 11. 34 所示。 当某相绕组开始导通时，高压功率管 T1 与低压功率管 T2同时导通，此时加到绕组上的电压为高端电压 EH，上升电流具有较陡的前沿特性。 当电流上升到额定值时，高压功率管 T1关闭，只剩下低压功率管 T2 以维持相电流。 这种电路常用于大功率驱动电源，其特点是功耗较低，高频出力较大。 (3)恒流斩波驱动方式 恒电流驱动是一种采用斩波技术，使电动 机在从低速到高速运行范围内保持绕组电流恒定的一种驱动方式。 它弥补了高低电压电路相电流波形有凹点的缺陷，提高了输出转矩，是目前控制场合使用最为广泛的一种线路。 图 所示的恒流斩波电路中有一个电压比较器。 当开关功率晶体管 T1 导通时，绕组电流在取样电阻 Rs 上产生一个电压 Us，当 Us 上升到设定电压 UREF 时，由比较器比较后产生信号使大功率晶体管 T1 关断，绕组电流下降并导致 Us 下降，当郑州工业安全职业技术学院毕业论文 Us 小于 UREF定值时，比较器电平翻转又使大功率晶体管 T1开通，从而使绕组电流保持在额定电流上下的一定范围内。 由于线路中没有外接附加电阻，而取样电阻 Rs 很小，因此整个线路的损耗相当小，而电动机绕组电流却能在运行范围内保持恒定，电动机恒转矩输出范围增大。 为了保证电流响应的快速性，这种方式下应使用比电动机额定值高得多的供电电压。 该电路在低频时会使电动机产生严重的振荡，系统设计时应尽量避开这个振荡区域。 微步距驱动控制技术（细分技术） 在前面双三拍和单双六拍的讨论中，我们已经知道以相同的电流激励两相绕组，将获得半步的动作，使转子到达介于两个单相驱动的位置中间的位置。 那么不难想象，如果两相绕组的电流不相等将导致转子位置偏向于磁场较强的定子磁极，这种效应在微步距驱动技术中得到应用。 通过按比例地调节两相绕组中的电流，将电动机的基本步距角细分，步距角大为减小，低速下运行的流畅性得到极大的改善。 高分辨率的细分驱动可将一个整步细分到多至 500 微步，导致每转可达十万步。 在这种条件下，绕组中的电流模式类似相 位差为 90176。 的两个正弦波（图 11. 36），电动机运行起来像一台交流同步电动机。 郑州工业安全职业技术学院毕业论文 微步距技术使步进电动机步距细化，分辨率有所提高，振动噪声和转矩波动问题得到很大改善，运转更为平稳，使步进电动机在高级控制系统中获得更大的竞争力。 郑州工业安全职业技术学院毕业论文 第三章 步进电机脉冲分配原理 第一节脉冲发生器和脉冲分配器 步进电动机与交直流电动机不同之处是，仅仅接上供电电源它是不会运行的，图 表示步进电动机的驱动和控制系统的基本组成。 该系统包括步进电动机、脉冲发生器、脉冲分配器、功率放大器以及直流功率电源等五个部分。 较复杂的驱动控制系统带有位置反馈的环节，组成闭环系统。 脉冲发生器是产生步进电动机角位移或速度的控制脉冲电路。 步进电动机运行的转角或转速由脉冲发生器的脉冲频率 (Hz或脉冲 /s)所确定。 步进电动机的转角正比于输入的脉冲数，对应于脉冲信号数量，它是频率和时间的乘积。 例如一个步距角为。 的步进电动机 要旋转 90176。 ，则根据 N=90 ，得到脉冲信号数量 N＝ 50。 θ=Nθ0 式中 θ 转角 (176。 ) ； N脉冲个数； θ0 步距角（ 176。 / 步）。 步进电动机的步距角是由其设 计结构决定的，在以一般方式运行时，步进电动机的转角只能是步距角的整数倍，因此在设计步进电动机驱动系统时，必须考虑其步距角。 郑州工业安全职业技术学院毕业论文 由硬件制作的脉冲发生器电路不胜枚举，学过数字电路的读者应该比较熟悉。 在当前微处理器大量渗透传动技术的形势下，利用微处理器的软硬件资源实现脉冲发生器的功能也是很容易的，在第 12章中将对此有所介绍。 脉冲分配器是时序逻辑电路的一种，它接受脉冲发生器的控制脉冲信号，输出按一定时序排列的多路电平信号。 通常电机的脉冲分配器为环形分配器，即时序按环形移位封闭排列。 脉冲分配器的工作 方式是与步进电动机的相数、拍数、运行状态、正反转等要求有关。 脉冲分配器可以由分立元件组成数字电路，但较复杂、可靠性差。 目前，脉冲分配器大多采用专用集成电路来组成，以完成各种脉冲分配方式。 第。