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步進電機的分類及特點

時間:2023-03-31 16:23:39來源:21ic電子網

導語:?電機步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。

  電機步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號,轉子就轉動一個角度或前進一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比,轉速與脈沖頻率成正比。因此,步進電動機又稱脈沖電動機。

  步進電機相對于其它控制用途電機的最大區(qū)別是,它接收數字控制信號(電脈沖信號)并轉化成與之相對應的角位移或直線位移,它本身就是一個完成數字模式轉化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制,輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量,這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低,幾乎不必進行系統(tǒng)調整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數嚴格成正比,而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。

  作為一種控制用的特種電機,步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作,必須使用專用的驅動電源(步進電機驅動器)。在微電子技術,特別計算機技術發(fā)展以前,控制器(脈沖信號發(fā)生器)完全由硬件實現,控制系統(tǒng)采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路,不僅調試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改變控制方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發(fā)不同的驅動器,開發(fā)難度和開發(fā)成本都很高,控制難度較大,限制了步進電機的推廣。

  步進電動機的結構形式和分類方法較多,一般按勵磁方式分為磁阻式、永磁式和混磁式三種;按相數可分為單相、兩相、三相和多相等形式。在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。步進電機的運行性能與控制方式有密切的關系,步進電機控制系統(tǒng)從其控制方式來看,可以分為以下三類:開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)在實際應用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中。

  (1)永磁式步進電動機。

  其轉子有永磁體的磁極,在氣隙中產生極性交替磁場,定子由四相繞組組成。當A相繞組通電時,轉子將轉向該相繞組所確定的磁場方向。當A相斷電、B相繞組被通電勵磁時,就產生一個新的磁場方向,這時,轉子就轉動一角度而位于新的磁場方向上,被勵磁相的順序決定了轉子轉動方向。

  (2)磁阻式步進電動機。

  其定、轉子鐵芯的內外表面上設有按一定規(guī)律分布的相近齒槽,利用定、轉子鐵芯齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化,從而產生轉矩。

  (3)混合式步進電動機。

  它的定、轉子鐵芯結構與磁阻式步進電動機相似。轉子有永磁體在氣隙中產生單極性磁場,此磁場還被轉子上軟磁材料的齒槽調制。它的定子和四相反應式步進電機沒有區(qū)別,但是轉子結構還是比較復雜的(轉子內部是圓柱形永磁鐵,兩端套著軟磁材料,周邊有小齒和槽)。大多是兩相或四相;須供給正負脈沖信號;輸出轉矩比永磁式大;步距角比永磁式小;斷電時無定位轉矩;啟動和運行頻率較高;發(fā)展較快的一種步進電機。

  一、步進電機的精度為步進角的3-5%,不累積。(步進電機只有周期性的誤差而無累積識差)二、步進電機外表允許的最高溫度。其沒有積累誤差(精度為100%)的特點。三、步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。四、步進電機低速時可以正常運轉,但若高于定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。

  選擇步進電機時需要根據應用需求和環(huán)境條件等因素綜合考慮,并且要選擇可靠性高、適用性好、品牌優(yōu)良的電機。


標簽: 電機

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