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步进电机 什么是步进电机?

步进电机 时间:2021-05-21 10:06:51| 浏览:

步进电机 什么是步进电机? >> 步进电机 (英语:Stepper motor、Step motor)是直流无刷电机的一种,为具有如齿轮状突起(小齿)相锲合的定子和转子,可借由切换流向定子线圈中的电流,以一定角度逐步转动的电动机。 步...

步进电机 什么是步进电机?

步进电机

步进电机

  步进电机(英语:Stepper motor、Step motor)是直流无刷电机的一种,为具有如齿轮状突起(小齿)相锲合的定子和转子,可借由切换流向定子线圈中的电流,以一定角度逐步转动的电动机。

  步进电机的特征是采用开回路控制(Open-loop control)处理,不需要运转量传感器(sensor)或编码器,且切换电流触发器的是脈沖信号,不需要位置检出和速度检出的回授装置,所以步进电机可正确地依比例随脈沖信号而转动,因此达成精确的位置和速度控制,且稳定性佳。

  步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电动机又称脉冲电动机。

  步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。

  步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

  步进电动机的结构形式和分类方法较多,一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种;按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。

  在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系,步进电机控制系统从其控制方式来看,可以分为以下三类:开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。

  步进电机只需要通过脉波信号的操作,即可简单实现高精度的定位,并使工作物在目标位置高精度地停止。步进电机是以基本步级角的角度为单位来进行定位。以5相步进电机为例,其基本步级角为0.72,因此可以将电动机转1圈分为500等分(=360度 / 0.72),以此方式来细分每次行进量做为定位基准。

  步进电机的基本构成

  控制器:发出运转指令,传送需求速度以及运转量的指令脉波信号。需使用步进电机专用控制器或可编程控制器的定位模组。传送的运转指令脉波信号有如心脏跳动般的呈现矩形的波形,是间断性的发出信号。

  驱动器:提供电力以保证电动机按指令运转,驱动器会随控制器传送来的脉波信号来控制电力,由决定的电流流通顺序的来激磁回路,并控制提供给电动机的电力以驱动回路

  电动机本体:将电力转化为动力,并按指令需求脉波数运转。

  我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步,七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段,新品种和高性能电机不断开发,目前,随着科学技术的发展,特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展,使步进电机在众多领域得到了广泛应用。


步进电机相关:

  • 步进电机的控制策略
  • 步进电机的细分驱动控制
  • 步进电机加减速过程控制技术
  • 步进电机的主要分类
  • 工业是指采掘自然资源和对工业原料及农产品原料进行加工、再加工的行业。工业(industry)是加工制造产业,工业是社会分工发展的产物,工业是第二产业的组成部分。

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