6.5 步进电动机(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（西南交大出版社）

6.5 步进电动机 1．了解步进电动机的结构和工作原理。 2. 能够理解步进电动机在汽车怠速控制中的应用。 学习目的 6.5.1 步进电动机结构 1. 定子 定子是用硅钢片或其它软磁材料制成的，定子上共有六个磁极，相邻两个磁极的的夹角是60°，在径向相对的两个磁极上的线圈串联起来组成一相绕组，三相绕组接成星形。 图6-52 三相反应式步进电动机的结构 2. 转子 转子为反应式转子，也是用硅钢片或其它软磁材料制成的。反应式转子有四个凸出的磁极，也称为转子的齿，转子上没有绕组。反应式转子是利用转子凸出的磁极磁阻较小所产生的反应转矩而转动的。 如果将转子做成永磁的，就成为永磁式转子，永磁式转子是利用与定子磁极之间的吸引力和排斥力产生转矩的，因此，它的输出转矩较大。 3. 步进电动机的转动原理 当A相绕组通电建立磁场，而B、C相绕组不通电时，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，吸引转子朝磁阻最小的方向转动，因而转子1齿和3齿的轴线与定子A相磁极轴线对齐。此时，转子的2齿和4齿在定子磁极B和C中间，如图6-53 a所示。 a) b) c) 图6-53 三相反应式步进电动机的工作原理 步进过程 当A相绕组断电，B相绕组通电时，在B相绕组建立的磁场，转子就再逆时针方向转过30°，使2齿和4齿轴线就与B相磁极轴线对齐， 如图6-53b所示。 同理，当B相绕组断电，C相绕组通电时，转子又逆时针方向转过30°，使转子的1齿和3齿的轴线与C相磁极轴线对齐，如图6-53c所示。按此顺序不断地使各相绕组轮流通电和断电，转子就会按逆时针方向一步一步地转下去。 【工作任务】步进电动机在发动机怠速控制中的应用 1. 工作描述 怠速就是汽车发动后温度上升到正常温度，发动机处于空挡时稳定的最低转速。此时混合气燃烧所做的功，只是用以克服发动机的内部阻力。 在汽车上，利用步进电动机作为怠速控制阀的主要执行部件，实现怠速控制。  工作任务 2.工作目标 （1）能够说清楚步进电机式怠速控制系统构成。 （2）理解步进电动机的精确控制原理。 （3）能够建立起自动控制中的闭环控制思路。 3.步进电机式怠速控制工作原理分析 步进电机式怠速控制阀由步进电机、阀杆、控制阀和阀座组成。转子的正转或反转运动经阀杆（丝杆）转换成向前或向后的直线伸缩运动，阀杆每旋转1圈，伸缩1个螺距；控制阀与阀杆相连，为凸圆锥状；阀座为凹圆锥状。控制阀向阀座推进，通气横截面减小，反之，通气横截面增大，从而达到控制怠速通气量的目的。 4.工作评价 序号 工作目标评价 自评 互评 师评 1 能够说明怠速控制系统构成 2 能够正确说明怠速控制应用场合 3 能够阐述步进电动机的工作原理 4 能够对汽车电控系统建立基本认识 $