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什么是步进电动机?

发布时间:2012-12-20

随着步进电动机的迅猛发展,步进电动机涉已及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。今天,我就来为大家进一步的讲解步进电动机的原理与应用。

步进电动机的简介


步进电动机(stepping motor)是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号,步进电动机前进一步,故又称脉冲电动机。步进电动机多用于数字式计算机的外部设备,以及打印机、绘图机和磁盘等装置。


步进电动机
 
步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成,由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能决定于电机与驱动电源间的良好配合。

步进电动机的的应用


主要用于数字控制系统中,精度高,运行可靠。如采用位置检测和速度反馈,亦可实现闭环控制。步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中,如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中,另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。

步进电动机的原理

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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误差而无累积误差等特点。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。它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。


步进电动机
 
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仿制阶段。这就给户在产品选型、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。

步进电机的优缺点

优点是没有累积误差,结构简单,使用维修方便,制造成本低,步进电动机带动负载惯量的能力大,适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方;

缺点是效率较低,发热大,有时会“失步”。

步进电动机的分类

步进电机分三种:永磁式(PM) 、反应式(VR)和混合式(HB)。

永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度;

反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大,在欧美等发达国家80年代已被淘汰;

混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点,分为两相和五相,两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度,这种步进电机的应用最为广泛。

步进电动机的主要特性


1 步进电动机必须加驱动才可以运转, 驱动信号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候, 步进电机静止, 如果加入适当的脉冲信号, 就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。

2 三相步进电动机的步进角度为7.5 度,一圈360 度, 需要48 个脉冲完成。

3 步进电动机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。

4 改变脉冲的顺序, 可以方便的改变转动的方向。

因此,目前打印机,绘图仪,机器人,等等设备都以步进电动机为动力核心。
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