直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)區(qū)別(詳細(xì)解說(shuō))

1、“ Impossible is nothing ”直流直流電機(jī)電機(jī) 與與步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)熊磊（組長(zhǎng)）熊磊（組長(zhǎng)） 陸斌陸斌 趙建龍趙建龍 唐星唐星直流電機(jī)直流電機(jī) 定義定義：輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱為直流電機(jī)，它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)在數(shù)控機(jī)床、光纜線纜設(shè)備、機(jī)械加工、印制電路板設(shè)備、焊接切割、機(jī)車車輛、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)廣泛應(yīng)用。 分類：分類：按結(jié)果主要分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)；按類型主要分為直流有刷電機(jī)和直流無(wú)刷電機(jī)；直流電機(jī)的勵(lì)

2、磁方式是指對(duì)勵(lì)磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵(lì)磁磁通勢(shì)而建立主磁場(chǎng)的問題。按勵(lì)磁方式主要分為他勵(lì)直流電機(jī)、并勵(lì)直流電機(jī) 、串勵(lì)直流電機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電機(jī)。 示例程序和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課件位置：示例程序和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：工程：step_a示例程序和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課件位置：示例程序和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：工程：step_a示例程序和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課件位置：示例程序和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：工程：step_a直

3、流電機(jī)結(jié)構(gòu)直流電機(jī)結(jié)構(gòu) 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由主磁極、換向極、軸承和電刷等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器等組成。 PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面，如電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的

4、長(zhǎng)短。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。在脈沖作用下，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，速度逐漸減少。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電的時(shí)間，即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得到控制。設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D=tT，則電機(jī)的平均速度為Vd=VmaxD 式中， Vd 電機(jī)的平均速度；Vmax電機(jī)全通電時(shí)的速度(最大)；D=t1T占空比。當(dāng)我們改變占空比D=t1T時(shí)，就可以得到不同的電機(jī)平均速度Vd ，從而達(dá)到調(diào)速的目的。在一般應(yīng)用中，可以將平均速度Vd與占空比D近似地看成線性關(guān)系。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)

5、 步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電控制中一種常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)化儀表、自動(dòng)控制、機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)流水線等領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗的說(shuō)：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（步進(jìn)角）。通過控制脈沖個(gè)數(shù)即可控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)通過控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 常用的步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM）、反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。永磁式一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角為15 和7.5；反應(yīng)式一般為三相，可以實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角為1.5 ，但噪聲和震動(dòng)較大；混合式是指混合了永磁式和反

6、應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，分為兩相和五相，步進(jìn)角分別為1.8 和0.72 ，應(yīng)用最為廣泛。4節(jié)拍分配器節(jié)拍分配器 細(xì)分控制的基本思想是以正弦波作為步進(jìn)電機(jī)每相的輸細(xì)分控制的基本思想是以正弦波作為步進(jìn)電機(jī)每相的輸入，每相間隔四分之一個(gè)周期，但是由于步進(jìn)電機(jī)僅允許直入，每相間隔四分之一個(gè)周期，但是由于步進(jìn)電機(jī)僅允許直流電輸入，為達(dá)到該目的，教材上提出梯形電流作為每相的流電輸入，為達(dá)到該目的，教材上提出梯形電流作為每相的控制電流。由于每相電流是一個(gè)數(shù)字量，并且只能在控制電流。由于每相電流是一個(gè)數(shù)字量，并且只能在0、1之間之間變換，不可能實(shí)現(xiàn)梯形電流。因此，在具體實(shí)驗(yàn)中，采用變換，不可能實(shí)現(xiàn)梯形電流。因此，在具體實(shí)

7、驗(yàn)中，采用PWM的方法模擬出梯形電流。的方法模擬出梯形電流。 脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。脈寬調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸?shù)目s寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。脈寬調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 簡(jiǎn)而言之，簡(jiǎn)而言之，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用

8、方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有有(ON)，要么完全無(wú)，要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用開的時(shí)