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1、微型电机传动课程设计专 业： 电气工程及其自动化 设计题目： 直 流 电 动 机 检 测 控 制 系 统 设 计 班级： 学生姓名：学号 指导教师： 高纯斌 分院院长： 许建平 教研室主任： 高纯斌 电气工程学院课程设计任务书 1.设计内容1简单原理图设计学生掌握微型电机使用原理、模拟电路、数字 电路设计概念，熟悉数字元件基本使用方法，熟悉电路原理 图的设计过程。2基本电路的制作按照要求完成基于NE555、LM358、 74HC40103、74HC4046、ULN2003、对管等元器件的基本电路制作， 调试。3总体电路设计、制作。按要求完成直流电机驱动电路、直流电机转速检测电路的搭接，并调试成
2、功。2.设计任务及要求1认真完成电路图的设计。2要求完成基本电路的制作，并调试成功；完成系统电路设计， 实现一定功能，并充分发挥元器件的功能。3报告打印，3千字左右， 报告按照设计过程来进行 书写，并完成电路板一套。3.参考资料1.数字电路设计2.模拟电路3.NE555 手册4.LM358 手册5.74HC4046 手册6.74HC40103 手册7.ULN2003 手册4.设计进度（2011 年 8 月 15 日至 8 月 26 日） 时间 设计内容15、16 日 布置 设计 任务、查阅资料27、18 日 学习数字电路基础知识19 日 搭接电路22 日24 日 组装、调试电路25 日 整理论
3、文26 日 设计答辩5.答疑时间及地点新实验楼 321，全天答疑目录课程设计任务书 .2第 1 章 绪 论 .4第二章 .52.1 微电机结 .52.2 微电机的应用领域 .62.2.1、运动机械 .62.2.2、音像设备 .62.2.3、自动化设备 .6第三章 .73.1 步进电机 .73.1.1 步进电机的工作原理 .73.1.2 感应子式步进电机 .73.2 模拟电路和数字电路 .8第四章 模拟电路和数字电路 .104.1 概念 .104.2 数字元件基本使用方法 .10第五章课程设计总结 .11参考资料： .12评语及成绩 .13第 1 章 绪 论 微型电动机(small and sp
4、ecial electrical machine)体积、容量较小，输 出功率一般在数百瓦以下的电机和用途、性能及环境条件要求特殊的电 机。全称微型特种电机，简称微电机。常用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。这次设计的主要内容就是完成步进 电机的驱动电路和步进电机转速检测电路的搭接并调试成功。微电机门类繁多，大体可分为直流电动机、交流电动机、自态角电动机、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电动机、电机机组、其他特种电机等 13 大类。第二章 2.1 微电机
5、结微电机在结构上大体上可分为三类：（1）电磁式。基本组成与普通电机相似，包括定子、转子、电枢绕组、电刷等部件，但结构格外紧凑。 （2）组合式。常见的有两种：上述各种微电机的组合；微电机于电子线路的组合。例如直流电动机与传感器的组合，X 方向与 Y 方向直线电动 机的组合等。 （3）非电磁式。外形结构与电磁式一样，如旋转类产品作成圆柱形，直线类产品作成方形，但内部结构因其工作原理不同而差别很大。各类微型电动机的性能差别很大，其性能参数难以统一阐明。一般说来，用于驱动机械的侧重于运行及起动时的力能指标；作电源用的要考虑输出功率、波形和稳定性；控制用微电机则偏重于静态和动态的特性参数。前两类电机的特
6、性参数与普通电机相似。唯控制用微电机有其独特的特性参数。（1）工作特性。常用输出量与输入量，或一个输出量与另一个输出量之间的关系来表示。从控制要求来说，静态特性曲线应连续、光滑，没有突变；动态特性常用频率曲线或响应曲线来表示。频率曲线应平稳，无突跳振荡点；响应曲线应快速收敛。（2）灵敏度。对应于单位输入信号的输出量的大小。一般常用比力矩、比电动势、放大系数等表示。（3）精度。一定输入条件下，输出信号的实际值与理论值的差值代表微电机的精度，常用误差大小表示。（4）阻抗或电阻。在系统中，微电机的输入、输出阻抗应分别与相应电路匹配，保证系统的运行性能及精度。（5）可靠性。不仅是控制用微电机的特殊要求
7、，驱动微电机和电源微电机也有此要求。常用使用寿命、失效率、可靠度和平均无故障时间等参数表征微电机的运行。2.2 微电机的应用领域微电机主要应用于三个领域：2.2.1、运动机械无特殊控制要求的驱动场合作为运动机械负载的动力源；2.2.2、音像设备例如，在盒式录像机中，微特电机既是磁鼓组件的关键元件，又是其主导轴驱动、收供带和磁带盒的自动装载以及磁带张力控制的重要元件。2.2.3、自动化设备办公自动化设备、计算机外部设备和工业自动化设备。如磁盘驱动器、复印机、数控机床、机器人等都应用了微电机。第三章3.1 步进电机3.1.1 步进电机的工作原理虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直
8、流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机是将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为 “步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为 100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 现在比较常用的步进电机包 括反应式步进电机（ VR） 、永磁式步进电机（PM） 、混合式步进电机 （HB）和单相式步进电机等。3.1.2 感应子式步进电机三相反应式步进电机：1结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3 、2/3 ,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以表示） ，即 A 与齿 1 相对齐，B 与齿 2 向右错开 1/3 ，C 与齿 3 向右错开 2/3 ，A 与齿 5 相对齐， （A就是 A，齿 5 就是齿 1）2旋转：如 A 相通电，B，C 相不通电时，由于磁场作用，齿 1 与 A 对齐，（转子不受任何力以下均同） 。如 B
