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步进电机

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  • 颁布功夫:2017/7/2 23:09:26
  • 作者:ly_yinhe
界说
步进电机是一种随电脉冲信号作步进增量运动的电动机,,,,,能将电脉冲信号转换成角位移或线位移。。 。。。。下面就对步进电机有关类型、技术道理、技术参数进行单一介绍。。 。。。。
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步进电机分类
  步进电动机分反映式(磁阻式)、永磁式和混合式三大类。。 。。。。

01反映式步进电动机(VR)

  三相反映式步进电动机结构示意图如图1所示。。 。。。。
三相反映式步进电动机结构示意图
图1:三相反映式步进电动机结构示意图
  定子六个磁极上绕有三相星形绕组,,,,,转子表圆周和磁极极靴上开有等齿距的幼齿。。 。。。。转子齿数为20 个,,,,,每个磁极上有 3 个幼齿,,,,,幼齿相邻两相的两个磁极错开1 /3齿距(通常错开1 /m,,,,,m为相数)。。 。。。。由因而绕组轮流通电,,,,,所以当 A 相通电时,,,,,定转子之间的磁通以磁 阻最幼取向,,,,,使转子齿(地位随机)与A相磁极幼齿对齐。。 。。。。此时,,,,,B相磁极上幼齿沿ABC方向超前转子齿错开1 /3齿距。。 。。。。A相断电、B相通电时,,,,,转子则沿ABC转过1 /3齿距。。 。。。。此时,,,,, C 相磁极上幼齿又超前转子齿错开1 /3齿距。。 。。。。B相断电、C相通电时,,,,,转子则沿ABC方向又转过 1 /3 齿距。。 。。。。如此便随脉冲的A→B→C分配方式步进运动下去。。 。。。。脉冲通电有多种分配方式,,,,,步距角的大幼可随脉冲分配方式分歧而变动。。 。。。。实现这种分配的是一种环形脉冲分配器,,,,,绕组通断则由功率开关管执行。。 。。。。
  以上是三相反映式步进电动机的工作道理,,,,,多相反映式步进电动机的工作道理与三相反映式步进电动机根基一样。。 。。。。反映式步进电动机的利益是步距角幼、步距精度高、起动频率高、负载能力强,,,,,可实现电气细分; 弊端是易振荡(必要加装阻尼器进行抑造)、驱动功率大、效能低。。 。。。。

02永磁式步进电动机(PM)

  两相永磁式步进电动机结构示意图如图2所示。。 。。。。
两相永磁式步进电动机结构示意图
图2:两相永磁式步进电动机结构示意图
  转子为两对极的“+”字形磁体(也可以为多对极的星形磁体),,,,,定子则相应为两相绕组 (也可为多相绕组)。。 。。。。
  当定子A相或B相单独通电时,,,,,转子转向A相或B相磁场轴线;;;;;; ;;当 A、B一样时通电时,,,,, 转子转向 A、B 相磁场所成轴线。。 。。。。当绕组按单四拍方式 A→B→(-A)→(-B)和双四拍方式 A、B →(B、-A)→(-A、-B )→(-B、A)通电时,,,,,步距角为45°;;;;;; ;;当绕组按八拍方式 A→A、B→B→(B、-A)→(-A)→(-A、-B)→(-B)→(-B、A)通电时,,,,,步距角为 22.5°。。 。。。。
  永磁式步进电动机的利益是驱动功率幼、阻尼大、有断电自锁力矩,,,,,弊端是步距角大、起动频率低。。 。。。。

03混合式步进电动机(HB)

  混合式步进电动机综合了反映式步进电动机和永磁式步进电动机的特点,,,,,因而机能更好,,,,, 即同时拥有步距角幼、驱动功率幼的利益。。 。。。。
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步进电机重要技术参数

01静力矩

  静力矩(维持力矩)是指在划定的通电方式下,,,,,绕组通入恒定直流电流,,,,,步进电动机锁定不崩溃的最大力矩。。 。。。。

02空载起动频率(空载响应领域)

  在此脉冲频率下,,,,,步进电动机能不失步空载起动、终场和正回转。。 。。。。

03最高运行频率

  最高运行频率是指步进电动机能维持不失步前提下运行的最高脉冲频率。。 。。。。

04步距角误差

  步距角误差是指每一步现实步距角与理论步距角之差(误差不累积)。。 。。。。测试时,,,,,可用增量编码器、光学分度头(用信号电机作角位移传感器)、工具显微镜丈量。。 。。。。步距角误差对步进电动机极度沉要。。 。。。。例如,,,,,用步进电动机驱动的打印机,,,,,若是步距角误差太大,,,,,打印出来的案牍或图片就会不均匀。。 。。。。

05地位误差

  地位误差是指步进电动机实现一系列步进运动后,,,,, 现实地位相对理论地位之间的误差。。 。。。。具体测试步骤为:相对于肇始点,,,,,一周内每一步所到地位角与理论地位角之差。。 。。。。例如,,,,,步进电动机步距角为1.5°,,,,,相对于肇始点,,,,,第1步的地位角是1.5°,,,,,第2 步的地位角则是3°。。 。。。。地位误差通常不专门测试,,,,,它可用每步步距误差累积算出。。 。。。。因而,,,,,一些早期的专业书和专用技术条文中,,,,,也把地位误差称为累积误差。。 。。。。
  这就引起了一些混乱,,,,,常说步进电动机的利益之一是无累积误差,,,,,怎么这里又要测试累积误差了呢? 其实,,,,,这两者所指的内容分歧。。 。。。。步进电动机无累积误差,,,,,是指步进电动机上述步距角误差和步进一周或数周相对肇始地位无累积误差。。 。。。。步进电动机步进数步后,,,,,相对于肇始地位还是有累积误差的,,,,,只是误差能不休自动赔偿,,,,,不会无限累积下去,,,,,步进一周后,,,,,误差肯定为零。。 。。。。所以,,,,,现行国度尺度GB /T 2900.26—2008《电工术语 节造电机》要用“地位误差”界说这一误差,,,,,使得寓意更正确,,,,,并与 “累积误差”分辨隔来。。 。。。。
  地位误差对步进电动机有普遍意思,,,,, 如用步进电动机驱动的灌装设备和物料计量设备,,,,, 常必要步进电动机按划定的步数和频率运行,,,,,若是地位误差太大,,,,,灌装和计量就不会正确。。 。。。。

06凹凸压供电

  凹凸压供电是指步进电动机绕组通电后,,,,, 吓酌高压胁迫电流上升加快,,,,, 当电流上升到肯定值时,,,,,再转换到低压供电,,,,, 由此提高步进电动机工作频率,,,,, 且绕组不必要串联加快电阻,,,,, 还可减幼功耗。。 。。。。电流上升个性曲线如图3所示。。 。。。。
电流上升个性曲线
图3:电流上升个性曲线
  电流I达到 0.632U1 /R所需的功夫,,,,,高压U2供电时为t2,,,,,低压U1供电时为τ。。 。。。。τ暗示通电线圈的电气功夫常数,,,,,界说为电流由零上升到63.2%稳态值所需的功夫。。 。。。。无论是高压供电还是低压供电,,,,,τ是不变的。。 。。。。由图3能够很显著地看出,,,,,高压供电时电流上升速度比低压快。。 。。。。

07双电源供电

  双电源供电是指步进电动机在高频高速运行时用高压供电,,,,,在低频低速运行时改用低压供电。。 。。。。这样,,,,,可使步进电动机在高频段有较大着力,,,,,在静止锁按时功耗幼。。 。。。。若是只选取单电源低压供电,,,,,则步进电动机在高频高速运行时,,,,,绕组反电动势增大,,,,,使得相电流减幼、力矩减幼。。 。。。。

08电气细分

  电气细分是指扭转励磁绕组通电方式和电流相量的大幼及方向,,,,,使合成磁轴偏转角减。。 。。。。ㄒ桓霾骄嘟,,,,,由整步分成数步步进)的步骤。。 。。。。例如,,,,,三相步进电动机由单三拍运行改为双三拍运行,,,,,一种步骤是扭转其中一相电流大幼,,,,,便可实现电气细分,,,,,单一、方便,,,,,但有滞后角变动的弊端,,,,,细分数不能太大;;;;;; ;;另一种步骤是将矩形波电脉冲分化成阶梯波,,,,,用单片机产生的 PWM (脉宽调造)波进行幅值和脉宽调节,,,,,细分数大,,,,,且转矩恒定。。 。。。。其中,,,,,第二种是常用的步骤。。 。。。。电气细分是步进电动机实现微步距的驱动步骤,,,,,可解除低频振荡,,,,,使步进电动机运行更安稳。。 。。。。

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