1、第一節 執行元件的種類、特點及基本要求 第二節 常用的控制用電動機 第三節 直流(DC)與交流(AC)伺服電動機及驅動 第四節 步進電動機及驅動機電一體化系統設計返回目錄 2作用：執行元件主要用來根據控制信息和指令，將來自電、液壓、氣壓等各種能源的能量轉換成旋轉運動、直線運動等方式機械能，并完成要求動作的能量轉換裝置。它在機電一體化系統中所處的位置參見下圖：第一節第一節 執行元件的種類、特點及基本要求執行元件的種類、特點及基本要求返回目錄 3一、執行元件的種類及特點根據使用能量的不同，可以將執行元件分為電氣式電氣式、液壓式液壓式和氣壓式氣壓式等幾種類型。 (1) 電氣電氣(磁磁)式：式：是將電

2、能變成電磁力，并用該電磁力驅動運行機構運動的。電動執行裝置由于能源容易獲得，使用方便，所以得到了廣泛的應用。 (2)液壓式：液壓式：是先將電能變換為液壓能并用電磁閥改變壓力油的壓力和流向，從而使液壓執行元件驅動運行機構運動，包括液壓油缸、液壓馬達等。具有體積小、輸出功率大等特點。 (3)氣壓式：氣壓式：與液壓式的原理相同，只是將介質由油改為氣體，包括氣缸和氣動馬達。特點是重量輕、價格便宜。 (4)其它執行元件：其它執行元件：與使用材料有關，如使用雙金屬片、形狀記憶合金或壓電元件 。 返回目錄 4執行元件電磁式電磁鐵及其他電動機液壓馬達液壓式油 缸氣壓馬達氣壓式氣 缸其 他與材料有關直流伺服電機

3、雙金屬片壓電元件狀態記憶金屬其他電機交流伺服電機步進電機圖3.1 執行元件的分類種類種類特點特點優點優點缺點缺點電電氣氣式式 可用商業電源；信可用商業電源；信號與動力傳送方向相號與動力傳送方向相同；有交流直流之分；同；有交流直流之分；注意使用電壓和功率。注意使用電壓和功率。 操作簡便；編程容易；操作簡便；編程容易；能實現定位伺服控制；能實現定位伺服控制；響應快、易與計算機響應快、易與計算機（CPUCPU）連接；體積）連接；體積小、動力大、無污染。小、動力大、無污染。 瞬時輸出功率大；瞬時輸出功率大；過載能力差；一旦過載能力差；一旦卡死，會引起燒毀卡死，會引起燒毀事故；受外界噪音事故；受外界噪音

4、影響大。影響大。 氣氣壓壓式式 氣體壓力源壓力氣體壓力源壓力5-5-7 7MpaMpa；要求操作人；要求操作人員技術熟練。員技術熟練。 氣源方便、成本低；氣源方便、成本低；無泄露污染；速度快、無泄露污染；速度快、操作比較簡單。操作比較簡單。 功率小、體積大、功率小、體積大、難于小型化；動作難于小型化；動作不平穩、遠距離傳不平穩、遠距離傳輸困難；噪音大；輸困難；噪音大；難于伺服。難于伺服。 液液壓壓式式 液體壓力源壓力液體壓力源壓力20-8020-80MpaMpa；要求操；要求操作人員技術熟練。作人員技術熟練。輸出功率大，速度快、輸出功率大，速度快、動作平穩，可實現定動作平穩，可實現定位伺服控制

5、；易與計位伺服控制；易與計算機（算機（CPUCPU）連接。）連接。 設備難于小型化；設備難于小型化；液壓源和液壓油要液壓源和液壓油要求嚴格；易產生泄求嚴格；易產生泄露污染。露污染。 表3.1 執行元件的特點以及優缺點 返回目錄 6 慣量小、動力大表征執行元件慣量慣量的性能指標：l直線運動質量 m；l回轉運動轉動慣量 J。表征輸出動力動力的性能指標：推力 F、轉矩 T、功率 P。另一種表征動力大小的綜合性指標是比功率比功率，它包含了功率 P、加速性能 與轉速 三種因素：JTJTTTP2比功率比功率還可以理解為功率的時間變化率：JTTdtTddtdP2)(比功率返回目錄 72. 體積小、重量輕通常

6、用執行元件的單位重量所能達到的輸出功率或比功率，即用功率密度功率密度或比功率密度比功率密度來評價這項指標。設執行元件的重量為 G，則功率密度功率密度 ：P/G。比功率密度比功率密度： (T2/J)/G 。 3. 便于維修、安裝執行元件最好不需要維修，如無刷DC及AC伺服電動機。4. 宜于微機控制根據這個要求，用微機控制最方便的是電氣式執行元件。因此機電一體化系統所用執行元件的主流是電氣式。返回目錄 8 控制用電動機有力矩電動機、脈沖（步進）電動機、變頻調速電動機、開關磁阻電動機和各種AC/DC電動機等。控制用電動機是電氣伺服控制系統的動力部件，是將電能轉換為機械能的一種能量轉換裝置，可在很寬的

7、速度和負載范圍內進行連續、精確的控制。 控制用電動的基本控制形式：目標運動不同，電動機及其控制方式也不同。步進電動機的開環方式、其它電動機的半閉環方式和全閉環方式是控制用電動機的基本控制方式。閉環方式比開環方式的伺服控制精度高。返回目錄 9返回目錄 10伺服伺服 servo （隨動）：（隨動）：系統由如此幾種設備組成，它們可以連續地監測系統的實際信息（位置、速度、加速度等），把這些信息與理想的給定信號相比較，然后做出適當的必要的調整以使差值為最小。伺服電動機（伺服電動機（servo motor）：）：在伺服系統中用作執行元件的電動機。要求方便調速。 返回目錄 11一、機電一體化系統對控制用電機

8、的基本要求一、機電一體化系統對控制用電機的基本要求性能密度大，即功率密度和比功率大；快速性好，加減速扭矩大，頻率特性好；位置控制精度高，調速范圍寬，低速運行平穩，分辨率高；適應啟、停頻繁的工作要求；1. 可靠性高，壽命長。二、控制用電動機的種類、特點及選用二、控制用電動機的種類、特點及選用不同的應用場合對控制用電動機的性能密度的要求不同： 起停頻率低：要求整個調速范圍內均可穩定運動的機械，主要要求的性能指標是功率密度功率密度； 起停頻率高：不特別要求低速平穩的產品，主要要求的性能指標是高的比功率比功率。返回目錄 12返回目錄 13表3.4 伺服電動機的性能比較返回目錄 14表3.5 伺服電動機

9、優缺點比較 返回目錄 15返回目錄 16返回目錄 17 一、直流(DC)伺服電動機及其驅動 1. 直流伺服電動機的特性及選用 直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內平滑調速，在許多需要調速和快速正反向的電力拖動領域中得到了廣泛的應用。 由于直流拖動控制系統在理論上和實踐上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統的基礎。因此，為了保持由淺入深的教學順序，應該首先很好地掌握直流拖動控制系統。返回目錄 18工作原理：工作原理：直流伺服電動機的結構原理如下圖所示，由永磁體定子、線圈轉子（電樞）、電刷和換向器組成，磁場中的線圈通入電流時，就會產生電磁力，驅動轉子轉動。為了得到連

10、續的旋轉運動，就必須隨著轉子的轉動角度不斷改變電流方向，因此，必須有電刷和換向器。返回目錄 19直流伺服電動機的特點：直流伺服電動機的特點：有較高的響應速度、精度和頻率，優良的控制特性等優點；由于使用電刷和換向器，故壽命較低，需要定期維修；在位置控制和速度控制時，必須使用角度傳感器來實現閉環控制。返回目錄 20直流伺服電動機的種類：直流伺服電動機的種類：（1）小慣量直流伺服電動機：60年代研制，其電樞無槽，繞組直接粘接固定在電樞鐵心上，因而轉動慣量小、反應靈敏、動態特性好，適用于高速且負載慣量較小的場合，否則需根據其具體的慣量比設置精密齒輪副才能與負載慣量匹配，增加了成本。返回目錄 21（2）

11、直流印刷電樞電動機：是一種盤形伺服電動機，電樞由導電板的切口成形，裸導體的線圈端部起整流子作用，這種空心式高性能伺服電動機大多用于工業機器人、小型NC機床及線切割機床上。返回目錄 22（3）大慣量寬調速直流伺服電動機：70年代研制成功。它在結構上采取了一些措施，盡量提高轉矩改善動態特性，既具有一般直流電動機的各項優點，又具有小慣量直流電動機的快速響應性能，易與較大的慣性負載匹配，能較好地滿足伺服驅動的要求，因此在數控機床、工業機器人等機電一體化產品中得到了廣泛應用。返回目錄 23l寬調速直流伺服電動機是目前機電一體化閉環閉環伺服系統伺服系統中應用較廣泛的一種控制用電動機。l其主要特點：調速范圍

12、寬、低速運行平穩；負載特性硬、過載能力強，在一定的速度范圍內可以做到恒力矩輸出，反應速度快，動態響應特性好。當然，寬調速直流伺服電動機體積較大，其電刷易磨損，壽命受到一定限制。l一般的直流伺服電動機均配有專門的驅動器。返回目錄 24伺服電動機與驅動器伺服電動機與驅動器驅動器電動機返回目錄 25 寬調速直流伺服電動機應根據負載條件來選擇。加在電動機軸上的有兩種負載，即負載轉矩負載轉矩和負載慣量負載慣量。根據負載，電動機必須滿足下列條件：在整個調速范圍內，其負載轉矩負載轉矩應在電動機連續額定轉矩范圍以內；工作負載工作負載與過載時間過載時間應在規定的范圍以內；應使加速度加速度與希望的時間常數一致。等

13、效慣性負載等效慣性負載與電機的轉子慣量相匹配。 如果負載慣量達到轉子慣量的三倍三倍，靈敏度要受到影響，當負載慣量比轉子慣量大三倍時響應時間將降低響應時間將降低很多很多，而當慣量大大超過時，伺服放大器就不能在正常條件范圍內調整，必須避免使用這種慣性負載。返回目錄 262. 直流伺服電動機與驅動 直流伺服電動機為直流供電，為調節電動機轉速和方向,需要對其直流電壓的大小和方向進行控制。目前常用晶閘管直流調速驅動晶閘管直流調速驅動和晶體管脈寬調速驅動晶體管脈寬調速驅動兩種方式。 （1 1）晶閘管（）晶閘管（SCRSCR，可控硅）直流驅動方式，可控硅）直流驅動方式 主要通過調節觸發裝置控制晶閘管的觸發延

14、遲角晶閘管的觸發延遲角(控制電壓的大小)來移動觸發脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動機電樞電壓的變化易于平滑調速。螺栓型平板型A-陽極K-陰極G-門極返回目錄 27 由于晶閘管本身的工作原理和電源的特點，導通后是利用交流(50Hz)過零來關閉的，因此，在低整流電壓時其輸出是很小的尖峰值的平均值，從而造成電流的不連續性。 晶閘管直流調速系統在上世紀6070年代得到廣泛應用，目前主要用于大容量系統大容量系統。返回目錄 28（2）晶體管脈寬調速（）晶體管脈寬調速（PWM）驅動方式）驅動方式原理：當在電樞繞組輸入一個直流控制電壓時，通過控制控制開關周期開關周期 T 內的占空比占空比 就可得

15、到一個與之成比例的 平平均電壓均電壓 Ua，來給伺服電動機電樞回路供電。一個周期內的平均電壓為：UUTUdtTUa01S返回目錄 29l只要連續地改變(0T) 就可以得到 0U 的連續平均電壓，從而達到連續改變電動機轉速的目的。l實際應用的PWM系統，采用大功率晶體管大功率晶體管代替開關K，其開關頻率一般為2000Hz。使功率放大器的晶體管工作在開關狀態下，開關周期 T（或頻率）保持恒定，用調整開關周期內晶體管導通時間開關周期內晶體管導通時間的方法來改變輸出，以使電機兩端獲得寬度隨時間變化的電壓脈沖，從而改變電樞電壓的平均值達到調節電機轉速的目的。返回目錄 30 PWM系統的優點：（1）主電路

16、線路簡單，需用的功率器件少；（2）開關頻率高，電流容易連續，諧波少，電機損耗及發熱都較小；（3）低速性能好，穩速精度高，調速范圍寬，可達1:10000左右；（4）若與快速響應的電機配合，則系統頻帶寬，動態響應快，動態抗擾能力強；（5）功率開關器件工作在開關狀態，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高；由于功率晶體管比晶閘管具有更優良的特性，而且，目前功率晶體管的功率、耐壓等都已有了很大的提高，所以在中小功率直流伺服驅動系統中，晶體管脈寬調制方式（PWM）驅動系統得到了廣泛的應用。返回目錄 31返回目錄 32 為使電動機實現雙向調速，多采用下圖所示橋式電路，其工作原理與線

17、性放大橋式電路相似。電橋由四個大功率晶體管VT1VT4組成。如果在VT1和VT3的基極上加以正脈沖的同時，在VT2和VT4的基極上加負脈沖，這時VT1和VT3導通，VT2和VT4截止，電流沿+90VcVT1dMbVT3a0V的路徑流通。設此時電動機的轉向為正向。反之，如果在晶體管VT1和VT3的基極上加負脈沖，在VT2和VT4的基極上加正脈沖，則VT2和VT4導通，VT1和VT3截止，電流沿+90VcVT2bMdVT4a0V的路徑流通，電流的方向與前一情況相反，電動機反向旋轉。顯然，如果改變加到VT1和VT3、VT2和VT4這兩組管子基極上控制脈沖的正負和導通率，就可以改變電動機的轉向和轉速。

18、返回目錄 33一、直流(DC)伺服電動機及其驅動二、交流(AC)伺服電動機及其驅動由于直流伺服電動機具有優良的調速性能，因此長期以來，在要求調速性能較高的場合，直流電動機調速系統一直占據主導地位。但直流伺服電動機結構上存在機械整流子、電刷維護困難、造價高、壽命短、應用環境受到限制的缺點。近年來交流驅動技術有了飛速的發展，它具有堅固耐用、經濟可靠及動態響應好等優點。因此，交流伺服系統已在很大程度上取代了直流伺服系統。返回目錄 34（1）常用交流伺服電動機&永磁同步型（永磁同步型（SM）、電磁感應型（電磁感應型（IM）伺服電動機。&在小功率伺服系統中，一般使用永磁式同步電動機，因為它有優良的動態性

19、能，過載能力大等優點。感應型交流伺服電動機結構簡單，質量輕，價格低，可用做主軸電機。（2）基本工作原理檢測交流伺服電動機（SM型/IM型）氣隙磁場的大小和方向，用電力電子變換器電力電子變換器代替整流子和電刷整流子和電刷，通過控制與氣隙磁場方向相同的磁化電流磁化電流和與氣隙磁場方向相垂直的有效電流有效電流的方法，最終控制交流伺服電動機主磁通量大小和轉矩，實現對電機的有效控制。返回目錄 35采用永久磁鐵磁場的同步電動機同步電動機不需要磁化電流控制，只要檢測磁鐵轉子的位置即可。這種交流伺服電動機也叫做無刷直流伺服電動機無刷直流伺服電動機（如SM型伺服電動機）。由于它不需要磁化電流控制，故比IM型伺服

20、電動機容易控制。返回目錄 36（1）步進電動機的特點步進電動機的特點 控制精度由步距角決定（控制精度由步距角決定（ = 360/ zKN ）。）。 抗干擾能力強，在電機電特性工作范圍內，抗干擾能力強，在電機電特性工作范圍內，不產生丟步或無法工作等現象。不產生丟步或無法工作等現象。 電機每轉動一步距角，盡管存在一定的轉角電機每轉動一步距角，盡管存在一定的轉角誤差，但電機轉動誤差，但電機轉動360360時，轉角累計誤差將歸時，轉角累計誤差將歸零。零。 控制性能好，不易產生控制性能好，不易產生“丟步丟步 ”現象（頻繁現象（頻繁啟動、停止、變換）。啟動、停止、變換）。易于與計算機實現對接。易于與計算機

21、實現對接。返回目錄 37 種類種類 按轉子構成分類：按轉子構成分類： 可變磁阻型（可變磁阻型（VR）步進電機）步進電機 轉子為導磁體，轉子為導磁體，也稱反應式步進電機。也稱反應式步進電機。 永磁型（永磁型（PM）步進電機）步進電機 轉子為永磁鐵。轉子為永磁鐵。 混合型（混合型（HB-Hybrid）步進電機）步進電機 轉子為導磁體轉子為導磁體和永磁鐵的組合。和永磁鐵的組合。 按定子繞組對數分類：按定子繞組對數分類： 分為分為2相、相、 3相、相、 4相、相、 5相、相、 10相等相等步進電機。步進電機。 按定子繞組通電極性分類：按定子繞組通電極性分類： 分為單極性和雙極性（每個繞組都可以兩個方向

22、通分為單極性和雙極性（每個繞組都可以兩個方向通電）步進電機。電）步進電機。返回目錄 38 當第一個脈沖通入當第一個脈沖通入A A相時，磁通企圖沿著磁阻最相時，磁通企圖沿著磁阻最小的路徑閉合，在此磁場力的作用下，轉子的小的路徑閉合，在此磁場力的作用下，轉子的1 1、3 3齒要和齒要和A A級對齊。當下一個脈沖通入級對齊。當下一個脈沖通入B B相時，磁通同相時，磁通同樣要按磁阻最小的路徑閉合，即樣要按磁阻最小的路徑閉合，即2 2、4 4齒要和齒要和B B級對級對齊，則轉子就按逆時針方向轉動一定的角度：齊，則轉子就按逆時針方向轉動一定的角度：1324AABBCCCB423AC1AB23BACAC14

23、BzKNo/360返回目錄 39步距角：步距角：步進電機每改變一次通電狀態（一拍）轉子所轉步進電機每改變一次通電狀態（一拍）轉子所轉 過的角度稱為步距角。過的角度稱為步距角。步距角的計算公式：步距角的計算公式：zKN360式中：式中：N 為步進電機的相數；為步進電機的相數；K 為通電狀態系數，相鄰兩為通電狀態系數，相鄰兩次通電的相數相同次通電的相數相同 K=1，不同時，不同時 K=2；z 為步進電機轉子為步進電機轉子的齒數。的齒數。步進電機的控制方式分三種：步進電機的控制方式分三種：(1) 三相單三拍工作方式，三相單三拍工作方式，A-B-C-A，K=1；(2) 三相六拍工作方式三相六拍工作方式

24、， A-AB-B-BC-C-CA-A，K=2；(3) 三相雙三拍工作方式三相雙三拍工作方式， AB-BC-CA-AB，K=1。返回目錄 40主要指步距角主要指步距角=360/zKN。如：。如：0.6/1.2、0.75/1.5、0.9/1.8、。 主要指步進電機在穩態工作條件下的特性，包括：主要指步進電機在穩態工作條件下的特性，包括：靜轉靜轉矩、矩矩、矩角特性、靜態穩定區角特性、靜態穩定區等。等。 失調角失調角和和靜態轉矩靜態轉矩： 電動機轉子上的電磁轉矩（電動機轉子上的電磁轉矩（Tj）與負載轉矩（）與負載轉矩（TL）相等）相等時，轉子齒的中心線和定子齒的中心線將錯過一個時，轉子齒的中心線和定子

25、齒的中心線將錯過一個電角度電角度（e = p j，p-極對數，極對數， j -機械角機械角 ），才能穩定下來。），才能穩定下來。這個轉矩為這個轉矩為靜態轉矩靜態轉矩（ Tj ），這個角度為），這個角度為失調角失調角（ e ）。）。返回目錄 41圖圖3.15 3.15 失調角示意圖失調角示意圖返回目錄 42矩矩角特性：角特性：靜態特性（電磁轉矩靜態特性（電磁轉矩T Tj j）和失調角）和失調角（e ）之間的關系大致為一條正弦曲線，該曲線稱）之間的關系大致為一條正弦曲線，該曲線稱之為之為矩角特性曲線。矩角特性曲線。ppp/2p/2jmaxTjmaxTeT圖圖3.16 3.16 矩角特性曲線矩角特性

26、曲線靜態穩定區靜態穩定區最大靜轉矩最大靜轉矩T Tjmax jmax ：失調角失調角= =9090時的時的電磁轉矩。電磁轉矩。靜態轉矩越大，自鎖靜態轉矩越大，自鎖力矩越大，靜態誤差力矩越大，靜態誤差越小。越小。靜態穩定區靜態穩定區：失調角在失調角在- -到到+ +的的區域。區域。返回目錄 43 動態特性參數：主要指動態特性參數：主要指動態穩定區動態穩定區、起動轉矩起動轉矩、矩頻矩頻特性特性、慣頻特性慣頻特性等。等。 動態穩定區：動態穩定區：指步進電機從一個穩定狀態切換到另一穩指步進電機從一個穩定狀態切換到另一穩定狀態而不失步的區域。定狀態而不失步的區域。p/3pjmaxTTjmaxTeprTq

27、p/3pjmaxTTjmaxTeprTq圖圖3.17 3.17 矩角特性曲線族矩角特性曲線族 a a）ABCOM動態穩定區動態穩定區返回目錄 44穩定裕量角：穩定裕量角：穩定區的邊界點穩定區的邊界點M M 到初始穩定平衡點到初始穩定平衡點O O 的角的角度度r r。p/3pjmaxTTjmaxTeprTqp/3pjmaxTTjmaxTeprTq圖圖3.17 3.17 矩角特性曲線族矩角特性曲線族 a a）ABCOM返回目錄 45p/3pjmaxTTjmaxTeprTqp/3pjmaxTTjmaxTeprTqAABCOM步進電機工作的拍數越多，穩定裕量角越大，動態穩定工步進電機工作的拍數越多，穩

28、定裕量角越大，動態穩定工作區越接近靜態穩定工作區，步進電機越不容易丟步，運作區越接近靜態穩定工作區，步進電機越不容易丟步，運行越穩定。行越穩定。圖圖3.17 3.17 矩角特性曲線族矩角特性曲線族 b b）返回目錄 46p/3pjmaxTTjmaxTeprTqp/3pjmaxTTjmaxTeprTq 起動轉矩起動轉矩T Tq q：兩相（兩相（A A、B B）矩角特性之交點）矩角特性之交點T Tq q表示步進表示步進電機單相勵磁時所能帶動的極限負載轉矩，與步進電機的電機單相勵磁時所能帶動的極限負載轉矩，與步進電機的相數和通電方式有關。相數和通電方式有關。圖圖3.17 3.17 矩角特性曲線族矩角

29、特性曲線族 a a）返回目錄 47p/3pjmaxTTjmaxTeprTqp/3pjmaxTTjmaxTeprTqAABCOM三相六拍通電方式的起動轉矩比三相單三拍的起動轉矩大。三相六拍通電方式的起動轉矩比三相單三拍的起動轉矩大。圖圖3.17 3.17 矩角特性曲線族矩角特性曲線族 b b）返回目錄 48 最高連續運轉頻率最高連續運轉頻率 fmax max 及矩頻特性：及矩頻特性：步進電機步進電機連續運轉時所能接受的最高控制頻率連續運轉時所能接受的最高控制頻率 fmaxmax，稱，稱最高連最高連續運轉頻率續運轉頻率；步進電機連續運轉轉矩隨頻率的增加；步進電機連續運轉轉矩隨頻率的增加而降低，稱而

30、降低，稱矩頻特性矩頻特性。f / Hz20000400060008000T / Nm1.963.92步進電機的運行矩頻特性步進電機的運行矩頻特性返回目錄 49 空載起動頻率空載起動頻率 fq 及及慣頻特性：慣頻特性：空載狀態下，轉子從空載狀態下，轉子從靜止狀態能夠不失步起動時的最高控制頻率靜止狀態能夠不失步起動時的最高控制頻率 fq，稱，稱空載起空載起動頻率動頻率。帶載起動時，所允許的起動頻率會降低。步進電。帶載起動時，所允許的起動頻率會降低。步進電機帶動慣性負載時的起動頻率與負載轉動慣量之間的關系機帶動慣性負載時的起動頻率與負載轉動慣量之間的關系稱為稱為慣頻特性慣頻特性。步進電機的起動慣頻特

31、性步進電機的起動慣頻特性返回目錄 50 步進電機的驅動電路步進電機的驅動電路：主要由：主要由脈沖分配器脈沖分配器和和功功率放大率放大器兩部份組成。器兩部份組成。 步進電機驅動電路的組成步進電機驅動電路的組成 變頻控制信號變頻控制信號：主要有脈沖頻率信號和方向控：主要有脈沖頻率信號和方向控制信號。制信號。返回目錄 51 由于步進電機的工作原理是各繞組必須按一定的由于步進電機的工作原理是各繞組必須按一定的順序通電變化才能正常工作（順序通電變化才能正常工作（A B C A B ；A AB B BC C CA A AB B ），完成），完成這種通電順序變化規律的部件稱為這種通電順序變化規律的部件稱為環

32、形脈沖分配器。環形脈沖分配器。 實現脈沖環形分配的方法主要有三種：實現脈沖環形分配的方法主要有三種： 軟件分頻軟件分頻、 ICIC集成電路分頻集成電路分頻、專用環形分頻器。、專用環形分頻器。返回目錄 52 軟件分頻軟件分頻利用查表或計算方法來進行脈沖的環形分配。利用查表或計算方法來進行脈沖的環形分配。返回目錄 53 軟件分頻特點：軟件分頻特點：可充分利用計算機資源降低硬件成本，可可充分利用計算機資源降低硬件成本，可適用多相脈沖分配，但將占用計算機運行時間，影響步進電適用多相脈沖分配，但將占用計算機運行時間，影響步進電機的運行速度。機的運行速度。 IC集成電路分頻集成電路分頻采用小規模集成電路（

33、觸發器）搭接采用小規模集成電路（觸發器）搭接而成脈沖分配器。（課本圖而成脈沖分配器。（課本圖3.19） IC集成電路分頻特點：集成電路分頻特點：靈活性強，可搭接成任意通電順序靈活性強，可搭接成任意通電順序的環形分配器，不占用計算機的工作時間。但柔性較差，硬的環形分配器，不占用計算機的工作時間。但柔性較差，硬件一旦完成就不易修改。件一旦完成就不易修改。 返回目錄 54 專用環形分頻器專用環形分頻器使用方便，接口簡單，專業化使用方便，接口簡單，專業化生產質量可靠，成本低等。如：生產質量可靠，成本低等。如：CH250，通過其控制，通過其控制端的不同接法可以組成三相雙三拍和三相六拍不同的端的不同接法可

34、以組成三相雙三拍和三相六拍不同的工作方式。工作方式。CPCP或者或者ENEN脈沖輸脈沖輸入端；入端；A A、B B、C C相輸出相輸出端；端；J6RJ6R、J6LJ6L轉向轉向控制；控制；方向CP100 k1 F21791016612 V111213R*RCPJ6LJ6rJ3rJ3LUs14 158WVUENUD(b)ABCCH250返回目錄 55J6R J6LEN=1，進給脈沖接CP，脈沖上升沿使環形分配器工作。正轉：J6R=1；J6L=0 反轉：J6R=0；J6L=1方向CP100 k1 F21791016612 V111213R*RCPJ6LJ6rJ3rJ3LUs14 158WVUENUD(b)ABCCP返回目錄 56 功率放大器是實現控制信號與步進電機匹配的重要組功率放大器是實現控制信號與步進電機匹配的重要組件。件。 常見的步進電機功率放大器的組成與特點如下：常見的步進電機功率放大器的組成與特點如下：