步进电机的结构,种类,及工作原理,有什么作用

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~ 步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它将驱动步进电机按照设定的方向旋转一个固定的角度,即步进角。通过控制脉冲的数量,可以精确地定位电机的位置;通过控制脉冲的频率,可以调节电机的转速和加速度,实现调速功能。
步进电机主要分为三种类型:永磁式(PM)、反应式(VR)和混合式(HB)。永磁式步进电机通常为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进电机一般为三相,可以实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动较大,已在欧美等发达国家被淘汰;混合式步进电机结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,五相步进角一般为0.72度,这种步进电机应用最为广泛。
保持转矩(HOLDING TORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而衰减,输出功率也随速度的增大而变化,因此保持转矩成为衡量步进电机性能的重要指标。
细分驱动器是步进电机驱动技术的一种,通过精确控制步进电机的相电流,以改善电机的运行性能。细分控制可以减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度。然而,细分控制对驱动器的技术要求和工艺要求较高,成本也相对较高。
在选择步进电机驱动器的直流供电电源时,需要考虑电压和电流两个方面。电压的确定应根据电机的工作转速和响应要求来选择,同时要注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压。电流的确定应根据驱动器的输出相电流来选择,如果采用线性电源,电流一般可取相电流的1.1~1.3倍;如果采用开关电源,电流一般可取相电流的1.5~2.0倍。
混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE通常用于在驱动器不断电的情况下,手动操作或调节电机轴。将FREE信号置低,驱动器输出到电机的电流被切断,电机转子处于自由状态(脱机状态)。手动操作完成后,再将FREE信号置高,以继续自动控制。
两相步进电机通电后的转动方向可以通过对调电机与驱动器接线的A+和A-(或B+和B-)来实现。需要注意的是,有些驱动器采用“平滑”来取代细分,但这并非真正的细分,两者在性能上有本质的不同。


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