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步进电机基础知识和工作原理

2019-09-16

什么是步进电机?步进电机是将电脉冲转换为角位移的执行器。通常,当接收脉冲信号时,该步进电机将根据为该步进电机设定的方向旋转固定角度(即“步进角”)。可以通过控制脉冲数来控制角位移量,以达到精确定位的目的。同时,通过控制脉冲频率可以控制电机的转速和加速度,达到速度控制的目的。

步进电机的基础知识

什么是步进电机?步进电机是将电脉冲转换为角位移的执行器。通常,当接收脉冲信号时,该步进电机将根据为该步进电机设定的方向旋转固定角度(即“步进角”)。可以通过控制脉冲数来控制角位移量,以达到精确定位的目的。同时,通过控制脉冲频率可以控制电机的转速和加速度,达到速度控制的目的。

步进电机的基础知识

步进电机的工作原理

步进电机是如何工作的?步进电机的转子是永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生矢量磁场。磁场驱动转子旋转一个角度,使得转子的磁场对和定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度时,转子也随着磁场以一定角度旋转。每次输入电脉冲时,电机进一步旋转一度。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比,速度与脉冲频率成正比。改变绕组功率的顺序,电机会反转。因此,它可以通过控制脉冲数来控制步进电机的旋转。

步进电机的工作原理

步进电机的类型

分为三种类型:永磁步进电机(PM),可变磁阻步进电机(VR)和混合式步进电机(HB)。


1、PM步进电机一般为二相混合式步进电机,扭矩和体积小; 其踩角一般为7.5°或15°。


2、VR步进电机一般为三相混合式步进电机,可实现高转矩输出; 踩角一般为1.5,但噪音和振动大; 三相混合式步进电机的转子磁路由软磁材料制成。转子上有多相励磁绕组。通过利用磁导率的变化产生扭矩。


3、HB步进电机,指示混合PM和VR的优点,分为二相、三相和五相混合式步进电机。两相的步进角一般为1.8°,三相的步进角为1.2°,五相的步进角为0.72°。它主要被广泛应用。


步进电机的选择

1、步进角:根据负载精度要求选择电机的步进角。负载的最小分辨率通常转换为电机轴,注意每个分辨率的角度和电机的踩角应等于或小于角度。一般来说,二相混合式步进电机的步进角为0.9°/ 1.8°,三相混合式步进电机的为1.2°,五相混合式步进电机的为0.36°/ 0.72°。


2、静态扭矩:根据电机负载选择静态扭矩,负载可分为惯性和摩擦负载。当直接启动电动机时(通常从低速到高速),考虑两种负载。在加速时启动电机时,应考虑惯性负载; 当电动机以恒定速度旋转时,只考虑摩擦负荷。通常,静态扭矩应在摩擦负荷的2-3倍之内。


3、电流:对于具有相同静态转矩的电动机,由于电流参数的不同,它们的运动特性存在很大差异。可以根据转矩频率特性曲线图判断电流。

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