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步進電機的工作原理

編輯:網絡     來源:     日期:2019-05-20     浏覽次數:2462
摘要:步進電動機是一種把電脈沖信号轉換成機械角位移的控制電機。所謂電脈沖,類似于脈搏,感受到脈搏跳動的時候類似于脈沖的高電平,不跳的時候為低電平,這就是電脈沖信号。角位移單位是弧度。

步進電機的工作原理

  步進電動機是一種把電脈沖信号轉換成機械角位移的控制電機。所謂電脈沖,類似于脈搏,感受到脈搏跳動的時候類似于脈沖的高電平,不跳的時候為低電平,這就是電脈沖信号。角位移單位是弧度。

步進電機

步進電機可分為反應式,永磁式,混合式。各有優點,按實際需求選擇,反應式的步距角小,精度高;永磁式的力矩大。混合式的具有精度高,力矩大的特點,但成本高。下面以反應式為例說明步進電機的結構和工作原理。步進電機主要由兩部分構成:

  定子和轉子。定子和轉子在學過直流電機後就不陌生了。但是,步進電機以三相的為例,其定子和轉子上分别有六個、四個磁極 。上圖中,AA'組成一相;BB'為一相;CC'為一相。所以此步進電機為三相步進電機。

步進電機接收到一個電脈沖信号,就會相應的轉動一個固定的角度,這個固定的角度,就是步進電機其中的一個重要參數,步距角。細緻來說,當步進電機接收到一個電脈沖信号後,A 相通電,A 方向的磁通經轉子形成閉合回路。若轉子和磁場軸線方向原有一定角度,則在磁場的作用下,轉子被磁化,吸引轉子,使轉、定子的齒對齊停止轉動。即A 相通電使轉子13齒和 AA' 對齊;下一個脈沖信号來, B 相通電使轉子24齒和 BB' 對齊;第三個脈沖信号來後, C 相通電使轉子31齒和 CC' 對齊。這種驅動方式即為三相三拍驅動方式。如下圖:

  所以,步進電機是靠脈沖數量來轉動的,需要轉多少圈就給相應個數的脈沖數。因此,步進電機能夠達到準确定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,也就是控制多長時間給一個脈沖,從而達到調速的目的。每輸入一個電脈沖,電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序,控制電機正反轉。即如果按照ABC相的通電順序為正轉,那麼按照CBA相的順序通電則電機就會反轉。所以可用控制脈沖數量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。

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