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数控机床的常用驱动元件——步进电机

       步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的转换装置,是开环伺服系统的执行元件。步进电机在接通电源后并不转动,仅当有脉冲输入时,转子才转过一个固定的角度,其角位移量与输入脉冲个数成正比,在时间上也与输入脉冲同步。当无脉冲时,转子保持原有位置不变而处于定位状态。

      步进电机按其输出扭矩大小,可分为快速步进电机和功率步进电机;按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相甚至八相步进电机等;按其工作原理又分为励磁式和反应式步进电机。

      由于步进电机的角位移量和输入脉冲的个数成正比,旋转方向与通电相序有关,因此只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的通电相序,即可获得所需的转角大小、转速和方向。其调速范围广,响应快,灵敏度高,控制系统简单,且有一定的精度,所以被广泛应用于开环伺服系统中。图为步进电机的驱动电路框图,它由变频信号源、脉冲分配器、功率放大器和步进电动机等组成。

      变频信号源是一个频率从几赫兹到几万赫兹的频率连续可调的脉冲信号发生器,它按照运行指令把不同频率的脉冲输送到脉冲分配器,对步进电动机实行各种运行状态的控制。脉冲分配器接受输入脉冲和方向指令,向功率驱动器供给控制信号。脉冲分配器输出的脉冲经功率放大器放大后而驱动步进电机工作。