
详细解读步进电机工作原理:
电机类型品种多样,其中将电脉冲信号转变为角位移,弧长或线位移的开环机械控制装置,由电能转换成角度旋转机械运动,这是步进电机基本工作原理。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的单步误差和累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。步进电机必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
目前,生产步进电机的厂家的确不少,但具有专业技术人员,能够自行开发,研制的厂家却非常少,大部分的厂家只一、二十人,连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的组装仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。鉴于上述情况,我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。 。
二、永磁感应子式步进电机工作原理
(一)反应式步进电机原理
由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构: 电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。 0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A''与齿5相对齐,(A''就是A,齿5就是齿1)下面是定转子的展开图:
2、旋转:
如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力以下均同)。
如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。
如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。
如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て 这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。
由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 不过,出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态,这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合,使其1/3て变为1/12て,1/24て,这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出:电机定子上有m相励磁绕阻,其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机,出于成本等多方面考虑,市场上一般以二、三、四、五相为多。
3、力矩:
电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力
F与(dФ/dθ)成正比
S
其磁通量Ф=Br*S
Br为磁密,S为导磁面积
F与L*D*Br成正比
L为铁芯有效长度,D为转子直径
Br=N·I/R
N·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。
力矩=力*半径
力矩与电机有效体积*安匝数*磁密 成正比(只考虑线性状态)
因此,电机有效体积越大,励磁安匝数越大,定转子间气隙越小,电机力矩越大,反之亦然。
(二)永磁感应子式步进电机的工作原理。
下面以二、四相感应子式步进电机为例子:
1、结构:
电机定子有四个励磁绕阻,转子均匀分布着很多小齿,并加有永磁体使转子轴向分布若干对N-S齿极,且N、S齿极互相错开1/2τ(τ为相邻两转子齿轴线间的距离,即齿距)。定转子齿几何轴线依次向左错开:0、1/4τ、2/4τ、3/4τ。以下为四相电机定、转子展开后的工作原理图(见图1)。
采购服务
-
供应WY无压风
WY系列无压风门产品介绍... >>查看全部
- [供应] 电动无压风门规格 无压风...
- [供应] 矿用密闭门结构 矿用密...
- [供应] 防水密闭门水压 防水密闭...
- [供应] 压轨器标准 压轨器的型号
- [供应] 反光式救生索型号介绍,中...
- [供应] 快速封堵气囊技术参数 快...
- [供应] 负压担架中煤供应 负压担...
- [供应] 矿用隔爆水袋结构组成,厂...
- [供应] 水泡泥袋使用特点 水泡泥...