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步進電機的特點與分類

發(fā)布時間:2022-10-26 來源:東芝 責任編輯:wenwei

【導讀】步進電機是將電脈沖信號,轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機,在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負載變化的影響。步進電機的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的,可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達到準確定位的目的,同時可以通過控制脈沖頻率,來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達到調(diào)速的目的。


步進電機在工作時的位置和速度信號不反饋給控制系統(tǒng),所以不需要反饋電路,這就使得步進電機控制簡單、精度高,當您希望將轉(zhuǎn)子驅(qū)動至指定位置時,非步進電機需要根據(jù)反饋電路來確定轉(zhuǎn)子的位置。但是,步進電機卻不需要這些反饋,因為它可以簡單地執(zhí)行多個步進。


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步進電機和其它電機比較優(yōu)缺點都非常的突出,具體來說,步進電機的優(yōu)點包括電機操作簡單,易于通過脈沖信號輸入到電機進行控制;不需要反饋電路來反饋旋轉(zhuǎn)軸的位置和速度信息(開環(huán)控制);由于沒有接觸電刷可靠性更高。當然,在諸多優(yōu)點的襯托下,步進電機的缺點也同樣直接,例如需要脈沖信號輸出電路;當控制不適當?shù)臅r候,可能會出現(xiàn)同步丟失現(xiàn)象;由于在旋轉(zhuǎn)軸停止后仍然存在電流而產(chǎn)生熱量。


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步進電機的分類


步進電機有很多種分類標準,按輸出功率對電機進行分類時,步進電機如下圖所示。步進電機可以實現(xiàn)較大的輸出轉(zhuǎn)矩,因此能直接帶動較大負載,適合部分大功率的控制應用。


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按電源對電機進行分類時,步進電機屬于直流電機分類中的特殊一項,由于步進電機沒有換相碳刷,轉(zhuǎn)動是靠步進驅(qū)動給的旋轉(zhuǎn)磁場,因此理論上步進電機也可以算是一種直流無刷電機。


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當然,除了功率和供電電源方式外,電機系統(tǒng)還有其他基于電機結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)原理的分類方式。比如步進電機有兩種類型,分別是單極型和雙極型。在相同電流且相同轉(zhuǎn)矩輸出的條件下,單極型步進電機比雙極型步進電機多一倍的線圈,成本更高,控制電路的結(jié)構(gòu)也不一樣,目前市場上流行的大多是雙極型步進電機。


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此外,步進電機在構(gòu)造上通常按照轉(zhuǎn)子特點和定子繞組數(shù)量進行分類。比如按定子數(shù)量來分類時,若有兩個定子,則稱為“2相電機”;若有三個定子,則稱為“3相電機”;若有五個定子,則稱為“5相電機”。


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當步進電機按轉(zhuǎn)子類型進行分類時,可以分為由永磁體制成的轉(zhuǎn)子(PM型)、帶轉(zhuǎn)子齒的齒輪形轉(zhuǎn)子(VR型)以及與永磁體組合的齒輪形轉(zhuǎn)子(HB型)等幾類。


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通過本期芝識課堂的介紹,相信大家已經(jīng)對步進電機的特點和各種分類有了一個基本的了解,下一課我們將帶大家更深入的了解步進電機的工作原理,敬請期待!



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