2020-07-07 17:26:19 編輯:凱福
步進(jìn)電機(jī)的工作原理實(shí)際上是電磁鐵的作用原理。
是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件,通過控制施加在電機(jī)線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制,配合以直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或齒輪箱裝置,更可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜、精密的線性運(yùn)動(dòng)控制要求。
步進(jìn)電機(jī)一般由前后端蓋、軸承、中心軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、定子組件、波紋墊圈、螺釘?shù)炔糠謽?gòu)成,步進(jìn)電機(jī)也叫步進(jìn)器,它利用電磁學(xué)原理,將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,是由纏繞在電機(jī)定子齒槽上的線圈驅(qū)動(dòng)的。通常情況下,一根繞成圈狀的金屬絲叫做螺線管,而在電機(jī)中,繞在定子齒槽上的金屬絲則叫做繞組、線圈、或相。電機(jī)運(yùn)行的方向和通電的相序有關(guān),改變通電的相序,電機(jī)的運(yùn)行方向也就改變。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào),轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。電機(jī)的轉(zhuǎn)速和相序切換的頻率有關(guān),切換得越快,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)得越快。
步進(jìn)電機(jī)繞組形式
步進(jìn)電機(jī)有兩種繞組形式:雙極性和單極性。 雙極性電機(jī)1個(gè)線圈上流過雙向電流的類型。每相上只有一個(gè)繞組線圈,電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)電流要在同一線圈內(nèi)依次變向勵(lì)磁,驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)上需要八個(gè)電子開關(guān)進(jìn)行順序切換。 單極性電機(jī)1個(gè)線圈上僅流過單向電流的類型。每相上有兩個(gè)極性相反的繞組線圈,電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)只要交替對(duì)同一相上的兩個(gè)繞組線圈進(jìn)行通電勵(lì)磁。驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)上只需要四個(gè)電子開關(guān)。控制電路簡(jiǎn)單,但是無法獲得雙極型那樣的高扭矩。 在雙極性驅(qū)動(dòng)模式下,因?yàn)槊肯嗟睦@組線圈為100%勵(lì)磁,所以雙極性驅(qū)動(dòng)模式下電機(jī)的輸出力矩比單極性驅(qū)動(dòng)模式下提高了約 40%。 | 2相(雙極性)步進(jìn)電機(jī)繞組示意圖 |
2相(單極性)步進(jìn)電機(jī)繞組示意圖 |
步距角
步進(jìn)電機(jī)以一個(gè)固定的步距角轉(zhuǎn)動(dòng),就像時(shí)鐘內(nèi)的秒針。這個(gè)角度稱為基本步距角。步距角θ=360度/(轉(zhuǎn)子齒數(shù)×運(yùn)行拍數(shù))。 電機(jī)的步距角表示控制系統(tǒng)每發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。或者說,每輸入一個(gè)脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為歩距角,用θ表示。 以常規(guī)二、四相,轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/(50×4)=1.8度(俗稱整步),八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/(50×8)=0.9度(俗稱半步)。 常規(guī)電機(jī)步距角為1.8°、1.2°、0.9°,0.72°,比較少用的有1.5°,3.6°,3.75°通過減速機(jī)實(shí)現(xiàn)的0.018°等小角度,具體事宜可聯(lián)系公司人員進(jìn)行配比。 |
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脈沖信號(hào) 脈沖信號(hào)是一個(gè)電壓反復(fù)在ON 和OFF 之間改變的電信號(hào)。 每個(gè)ON/OFF 周期被記為一個(gè)脈沖。單個(gè)脈沖信號(hào)指令使電機(jī)出力軸轉(zhuǎn)動(dòng)一步。 對(duì)應(yīng)電壓ON 和OFF 情況下的信號(hào)電平被分別稱為“H”和“L”。 | |
轉(zhuǎn)動(dòng)距離與脈沖數(shù)成比例關(guān)系 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離正比于施加到驅(qū)動(dòng)器上的脈沖信號(hào)數(shù)(脈沖數(shù))。 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(電機(jī)出力軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度)和脈沖數(shù)的關(guān)系如下所示: | |
步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與施加到驅(qū)動(dòng)器上的脈沖信號(hào)頻率成比例關(guān)系。 電機(jī)的轉(zhuǎn)速[r/min] 與脈沖頻率[Hz] 的關(guān)系如下(整步模式): |
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