步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移的机电元件。其突出的优点是可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速,快速起、停,正、反转及制动控制。步进电动机广泛的应用于数控机床、自动生产线、自动化仪表、计算机外部设备等多方面。本课题研制的步进电动机系统是为某型号直升机用发动机燃油控制系统而研制的,电动机接受燃油控制系统的指令信号驱动油针,从而改变供给发动机的燃油流量。本次研制的步进电动机就是重点解决新型电动机耐高温、体积小、重量轻、功耗小、转矩大、控制精度高、响应速度快的问题。本文的主要研究工作如下: 1、对步进电动机的结构特点和工作原理进行了全面的介绍、总结 介绍步进电动机的一般知识,总结了各类步进电动机的结构、工作原理和优缺点,介绍了步进电动机的技术指标、应用和研究概况。 2、进行了混合式步进电动机的设计 介绍了混合式步进电动机的工作原理,总结了混合式步进电动机的设计方法,并根据课题中高温环境、小体积、大转矩的要求进行了设计,满足了课题的要求。 3、设计了混合式步进电动机细分驱动器 介绍了混合式步进电动机驱动器的结构和特点,本文提出了一种基于EPROM和D/A实现步进电动机1/5步细分的方案,方法简单,易于实现,具有很强的实用性。在一种EPROM和D/A组成的硬件电路上,通过软件编程,即可实现不同细分数和电流输出,设计原则适用于各种步进电动机。该电路经实验验证,刻驱动器绕组电流上升速度快,关断迅速,电流波形较好,可靠性较高,有较大的实用价值。 4、对混合式步进电动机进行三维有限元分析 通过有限元法计算了电机的静态磁场,重点分析了电机齿层区域内的磁场,使计算精度大为提高,尤其对步进电动机的关键部分——齿层区域的磁场精确求解比较有意义,例如可以根据磁密的饱和程度来精确选材。