步进电机(计算).ppt

步进电动机,开环伺服系统,一、组成,伺服驱动单元、执行元件、传动机构,二、步进电机,将电脉冲转变成机械角位移的装置,3.工作原理,三拍通电激磁，步距角=3o,一般=m绕组相数；Z转子齿数，单拍k=1,双拍k=2。,六拍通电激磁，步距角=1.5o,下一页,上一页,返回,3.工作原理,定子绕组通断电顺序 转子转向,定子绕组通断电转换频率 转子转速,定子绕组通断电次数 转子转角,通断电方式,下一页,上一页,4.步进电机的选择,1)步进电机选择原则：,步矩角与机械系统相匹配，以得到系统所需的,保证电机输出转矩，大于负载所需转矩,能与机械系统的负载惯量相匹配 为使电机具有良好的起动性能及较快的响应速度 推荐 Jleq/Jm=4 式中 Jleq为系统等效负载转动惯量 Jm 为电机转动惯量,电机运行速度和最高工作频率能满足工作台切削加工 和快移要求。,=t/360 i,下一页,上一页,计算步进电机运行频率,f=V/(60),式中,V 工作台进给速度 mm/min,下一页,上一页,2)步进电机选择步骤,2)步进电机选择步骤,初定步进电机步距角，计算减速比，确定齿轮副 初选步进电机型号，根据其工作方式，初定步距角,i=Z1/Z2=t/360,下一页,上一页,:步进电机步距角,(o)/脉冲 t:滚珠丝杆导程，mm:脉冲当量，mm/脉冲,计算惯量,下一页,上一页,2)步进电机选择步骤,设传动系统如右图所示：,伺服系统总惯量JG为JG=Jm+Jleq,式中：Jm 步进电机转子转动惯量,Jleq 换算到电机轴上的等效负载转动惯量,2)步进电机选择步骤,计算惯量,nm 步进电机速度 r/min ni 第i个转动部件的转速r/min,Ji 第i个转动部件的转动惯量 kg.m2,Vj 第j个移动部件的移动速度 m/min,Mj 第j个移动部件的质量 kg,计算惯量,2)步进电机选择步骤,图示的一级齿轮减速系统,V=nz2.t,式中 V工作台移动速度 m/min,t丝杆导程 m,计算惯量,2)步进电机选择步骤,式中 Jz1 齿轮1的转动惯量 kg.m2,Jz2 齿轮2的转动惯量 kg.m2,Js 丝杆2的转动惯量 kg.m2,Mw 工作台的质量 kg,例题,1.已知脉冲当量0.005mm，步进电机步距角为0.75，滚珠丝杠基本导程为4mm，求减速器的传动比.,所以，减速器传动比为 3:5。,解：脉冲当量,返回,2、如图示，一台五相十拍运行的步进电动机，通过一对减速齿轮，滚珠丝杠副带动工作台移动。齿轮1的齿数选定为Z1=27，步进电动机转子转子齿数Zr=48，并设定步进电动机每走一步，工作台移动5m。当丝杠导程t=4mm，时，试求齿轮2的齿数Z2。,3某数控机床的进给伺服系统中，已知齿轮分度圆直径d1=64mm，d2=80mm，齿轮宽度B=20mm，丝杠直径d3=40mm，长度l=1500mm，工作台质量m=150kg。在某一时刻，齿轮转速n1=500r/min，n2=400r/min，工作台移动速度v=2m/min，试求此系统转换到电动机轴上的等效转动惯量。,