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步進電機和步進驅動器是如何工作的,步進電機可以提供的旋轉特性?

發表時間:2021-10-27 15:31【 閱讀量:-查看手機網址
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  步進電機是含有分段磁化轉子和由電磁線圈的規定數目的定子的簡單的兩相無刷同步電動機。當通電時,這些線圈會產生南北輪詢,推動或拉動分段磁化轉子以使其旋轉。該圖顯示了典型混合式步進電機的內部結構和齒對齊。圍繞整個直徑均勻分布的細齒提供導致機械運動的增量角旋轉。

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  步進電機由兩個繞組(2相)組成,直流電流供電。當一個繞組中的電流反向時,電機軸移動一步。通過反轉每個繞組中的電流,可以輕松精確地控制電機的位置和速度,這使得步進電機非常適用于許多不同的運動控制應用。步進大小由電機設計特性決定,1.8°步進角最常見(由200個齒組成)。其他步距角很容易獲得。每轉步數的計算方法是將360°除以步距角。


  步進電機是通過保持轉矩和相應的額定電流來選擇的。保持轉矩指定了在不引起連續旋轉的情況下施加到電機(以其額定電流通電)的最大外部轉矩。在電機開始旋轉時,可用扭矩通常稱為拉出扭矩。拉出扭矩額定值表示為繪制在電機速度/扭矩曲線上的值。


  步進電機的線圈可以配置為單極或雙極排列。由于簡單的步進電機驅動器電子設備可用于對線圈進行排序以旋轉電機軸,因此單極配置最容易控制。雙極排列需要更復雜的驅動器來正確排列繞組以控制電機,這也提供了額外的性能優勢,例如更高的保持扭矩。

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  步進驅動器可提供各種電壓和電流額定值。電機的性能高度依賴于驅動器提供的電流和電壓。術語整步、半步和“微步”通常用于討論步進電機。例如,1.8°步進電機在360°整圈旋轉中有200個離散位置。由于360°除以200等于1.8°,因此每次命令電機走一步時,電機軸將前進1.8°-稱為整步。術語“半步”表示0.9°步距角(完整1.8°步距的一半),這是通過開關技術實現的,該技術交替向每個繞組依次施加正電流、無電流和負電流。


  術語“微步”是指一種更復雜的控制形式,它超越了電機相繞組之間的簡單功率切換,以控制發送到各個繞組的電流量。


  微步進的一個主要好處是降低電機以其固有頻率運行時出現的共振幅度。微步進允許軸定位在整步和半步方法提供的1.8°或0.9°位置以外的位置。微步位置出現在轉子旋轉的兩個角點之間。最常見的微步增量是整步的1/5、1/10、1/16、1/32、1/125和1/250。

此文關鍵字:步進電機和步進驅動器

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