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步进电机的分类及特点

时间:2023-03-31 16:23:39来源:21ic电子网

导语:?电机步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。

  电机步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电动机又称脉冲电动机。

  步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

  作为一种控制用的特种电机,步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源(步进电机驱动器)。在微电子技术,特别计算机技术发展以前,控制器(脉冲信号发生器)完全由硬件实现,控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改变控制方案就一定要重新设计电路。这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器,开发难度和开发成本都很高,控制难度较大,限制了步进电机的推广。

  步进电动机的结构形式和分类方法较多,一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种;按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系,步进电机控制系统从其控制方式来看,可以分为以下三类:开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。

  (1)永磁式步进电动机。

  其转子有永磁体的磁极,在气隙中产生极性交替磁场,定子由四相绕组组成。当A相绕组通电时,转子将转向该相绕组所确定的磁场方向。当A相断电、B相绕组被通电励磁时,就产生一个新的磁场方向,这时,转子就转动一角度而位于新的磁场方向上,被励磁相的顺序决定了转子转动方向。

  (2)磁阻式步进电动机。

  其定、转子铁芯的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽,利用定、转子铁芯齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化,从而产生转矩。

  (3)混合式步进电动机。

  它的定、转子铁芯结构与磁阻式步进电动机相似。转子有永磁体在气隙中产生单极性磁场,此磁场还被转子上软磁材料的齿槽调制。它的定子和四相反应式步进电机没有区别,但是转子结构还是比较复杂的(转子内部是圆柱形永磁铁,两端套着软磁材料,周边有小齿和槽)。大多是两相或四相;须供给正负脉冲信号;输出转矩比永磁式大;步距角比永磁式小;断电时无定位转矩;启动和运行频率较高;发展较快的一种步进电机。

  一、步进电机的精度为步进角的3-5%,不累积。(步进电机只有周期性的误差而无累积识差)二、步进电机外表允许的最高温度。其没有积累误差(精度为100%)的特点。三、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。四、步进电机低速时可以正常运转,但若高于定速度就无法启动,并伴有啸叫声。

  选择步进电机时需要根据应用需求和环境条件等因素综合考虑,并且要选择可靠性高、适用性好、品牌优良的电机。


标签: 电机

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