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详细介绍步进电机的工作原理是什么

时间:2021-11-04 17:20:05来源:微电机世界

导语:​步进电机是一种专门设计的直流电机,可以通过向相绕组提供励磁脉冲来驱动。不能仅通过连接电源的正负极引线来驱动它们。它们由控制器生成的步进序列驱动。步进电机按照此顺序逐步移动。

  由于步进电机能够逐步移动,因此它们在工业自动化和机器人技术中得到了应用。这些电机用于 IC 制造单元。这些电机在 CNC(计算机数字控制)机器和 xy 绘图仪的设计中起着不可或缺的作用。

  步进电机工作原理

  步进电机是直流电机具有场配置在该转子中永磁铁的形式,两个,三个或四个线圈组,称为阶段,放置在转子周围的定子。绕组连接到外部逻辑驱动器,该驱动器按顺序向绕组提供电压脉冲。电机响应这些脉冲并在指令下执行启动、停止和反向操作。

  转子和定子都有确定的齿数以适应设计的步距角。步距角定义为转子响应每个脉冲的角位移。转子位置取决于步距角和脉冲数。旋转速度取决于脉冲速率(而不是电源电压)被精确控制;从而使步进电机成为涉及精确定位的操作的理想驱动器。与控制和伺服电机不同,不需要反馈控制绕组来闭合回路并监控转子的位置和速度。

  步进电机系统必须以允许电机克服驱动系统惯性的速率加速和减速。因此,转子的直径较小,长度较长。如果步进电机动态过载,它会滑相。这些电机适合负载在电机容量范围内的应用。

  步进电机的基本分类

  根据结构类型,步进电机可分为可变磁阻 (VR) 步进电机、永磁 (PM) 步进电机和混合式步进电机三种类型。

  可变磁阻 (VR) 步进电机,可变磁阻步进电机是转子由铁磁物质制成的电机。因此,当定子被激励时,它会变成一个电磁体,转子会感觉到朝指定方向的拉力。铁磁物质总是试图在最小磁阻路径中调整自己。通过激励线圈,产生磁场并改变气隙磁阻。因此它被称为可变磁阻步进电机。在这种电机中,电机的方向与绕组中电流的方向无关。

  永磁 (PM) 步进电机,这里转子被永久磁化。因此,电机的运动是由于定子和转子磁极之间的吸引力和排斥力。在这种电机中,电机的方向直接取决于绕组中电流的方向,因为磁极反转,从而改变流过转子的电流方向。

  混合式步进电机,顾名思义,混合式步进电机是一种旨在通过结合永磁步进电机和可变磁阻步进电机的优点来提供更高效率的电机。VR 和 PM 步进电机是较常见的步进电机类型。唯一的区别是,在可变磁阻步进电机中,转子由铁磁物质制成,而在永磁步进电机的情况下,转子是永久磁化的。

  文章介绍了步进电机的工作原理,浏览全文能了解到步进电机是直流电机具有场配置在该转子中永磁铁的形式,两个,三个或四个线圈组,称为阶段,放置在转子周围的定子。绕组连接到外部逻辑驱动器,该驱动器按顺序向绕组提供电压脉冲。电机响应这些脉冲并在指令下执行启动、停止和反向操作。

标签: 步进电机

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