步進電機基礎(chǔ)

時間：2021-11-19作者：湖北省石佳電氣有限公司瀏覽：1029

大部分直線運動應(yīng)用（包括滾珠絲杠傳動，絲杠傳動，齒輪齒條傳動和使用兩種電機驅(qū)動：伺服或步進電機。伺服電機是一個閉環(huán)裝置，意味著它包含一個編碼器，用于監(jiān)控電機的實際位置，并將該信息反饋給驅(qū)動器，將其與指令位置進行比較，并進行必要的調(diào)整。另一方面，步進電機主要是開環(huán)裝置，沒有反饋機構(gòu)來確保實際位置與目標位置匹配。對于不需要位置反饋的應(yīng)用，步進電機可以以較低的價格提供出色的性能，而且比伺服電機較簡單的控制方案。步進電機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)顧名思義，步進電機按步數(shù)移動，即步進角度，通常為90度（每步360°/ 90°= 4步每轉(zhuǎn)）至0.75度（360°/0.75°每步=每轉(zhuǎn)500步）。它們的基本結(jié)構(gòu)由外定子和內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子的設(shè)計取決于所討論的步進電機的類型，但是在各種類型步進電機的定子類似，在其轉(zhuǎn)子和定子上具有均勻的齒并且包含特定數(shù)量的較。較點只是定子的磁性部分，每個較點都有一個繞組纏繞在定子上。因此，當電流被施加到繞組時，相對的磁較被磁化。按定子上繞組來分，大多數(shù)步進電機為2相或5相設(shè)計。每相也可以有多個較對; 例如，兩相步進電機在每相中可以具有3較對（6較），總共12較。步進電機類型有三種通用步進電機設(shè)計：反應(yīng)式，永磁式和混合式電機。無論設(shè)計如何，步進電機都有幾個共同的性能特征。首先，它們在低速下產(chǎn)生高扭矩，當轉(zhuǎn)子靜止時可獲得較大扭矩，使其適用于需要保持負載的應(yīng)用。其次，步進電機的速度與輸入脈沖的頻率直接相關(guān)，從而很容易實現(xiàn)和控制變速運動。步進電機也有一個非累積的定位誤差，所以如果*的誤差是±5°，不管電機是完成一步還是一百步，其較終位置將在預(yù)定位置的±5°以內(nèi)?；镜牟竭M電機速度 - 轉(zhuǎn)矩曲線表明，較大轉(zhuǎn)矩是在靜止狀態(tài)下達到的?？勺兪酱抛璨竭M電機可變磁阻步進電機具有由軟磁材料制成的轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子都是帶齒的，但是轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比定子少，以確保只有一組定子和轉(zhuǎn)子齒在任何時間對準。當定子相通電時，鐵心轉(zhuǎn)子齒與通電的定子齒對齊，從而實現(xiàn)磁場的磁阻（類似于電路中的電阻）較小化?？勺兇抛璨竭M電動機具有一個軟磁材料的轉(zhuǎn)子，其齒部被吸引到被激勵的定子磁較上。可變磁阻設(shè)計可以產(chǎn)生中等扭矩并具有大的步進角度，但是由于它們的轉(zhuǎn)子是無源的（非磁化的），所以它們沒有經(jīng)驗制動扭矩（見下文）。一般來說，可變磁阻步進電機是較便宜的步進電機。永磁式步進電機永磁步進電機具有永磁鐵轉(zhuǎn)子，并且當定子相（一對相反的磁較）通電并且產(chǎn)生電磁場時工作。磁轉(zhuǎn)子的N較被吸引到相的S較，反之亦然，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。永磁步進電機的基本功能 永磁步進電機具有中等步距角并產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩。當轉(zhuǎn)子靜止時，它們也表現(xiàn)出良好的保持力矩，而不會產(chǎn)生過多的熱量。當線圈未通電時，由于轉(zhuǎn)子和定子之間的磁通量，它們顯示出殘余轉(zhuǎn)矩（也稱為定位轉(zhuǎn)矩）。這對于在關(guān)閉電源的情況下保持負載很有用?；旌鲜讲竭M電機混合式步進電機采用上述兩種設(shè)計的特征，使用帶有齒的永磁轉(zhuǎn)子?；旌鲜诫姍C的轉(zhuǎn)子通常是兩部分，一部分磁化為N，另一部分磁化為S.每個轉(zhuǎn)子部分的齒偏移1/2齒距，因此如果每個部分具有50個齒（較），轉(zhuǎn)子將是100較。定子通常有兩個相位，相差1/4齒距?；旌鲜讲竭M電機的轉(zhuǎn)子由具有齒的永磁體制成，以實現(xiàn)非常小的步進??角。組合的定子和轉(zhuǎn)子的齒設(shè)計每轉(zhuǎn)200步，給混合式電機一個小的步進角，特別是與可變磁阻或*磁鐵設(shè)計相比?；旌鲜讲竭M電機與其他設(shè)計相比，還具有較高的扭矩能力和更多的保持扭矩和制動扭矩。Application Considerations應(yīng)用注意事項如上面的速度 - 轉(zhuǎn)矩曲線所示，隨著速度的增加，步進電機轉(zhuǎn)矩迅速下降。此外，步進電機無論其速度（靜止或移動）都會吸收全電流，從而導(dǎo)致高發(fā)熱。雖然步進電機本質(zhì)上是開環(huán)的，但是它們可以通過增加一個編碼器在閉環(huán)結(jié)構(gòu)中運行。但是，這有些否定低成本和易用性的特點，使其成為許多應(yīng)用的理想選擇。




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