步進電機的結構與工作原理是怎樣的

2021-03-07 00:28:58 字數 3116 閱讀 2254

1樓:苦味精味苦

1、結構特點

定子鐵心:定子鐵心為凸極結構,由矽鋼片迭壓而成。在面向氣隙的定子鐵心表面有齒距相等的小齒。

定子繞組:定子每極上套有一個集中繞組,相對兩極的繞組串聯構成一相。步進電動機可以做成二相、三相、四相、五相、六相、八相等。

轉子:轉子上只有齒槽沒有繞組,系統工作要求不同,轉子齒數也不同。定轉子齒形相同。

2、工作原理

步進電動機的定子一般為凸極式,設定多相繞組用作控制繞組來接收電脈衝。轉子亦為凸極,可由軟鐵或永久磁鐵構成,也可以是帶齒的圓柱形鐵心。三相反應式步進電動機定子為凸極式,共有三對磁極磁極上設定控制繞組。

相對的兩個極的線圈串聯聯接,形成一相控制繞組。轉子用軟磁材料製成,也是凸極,但轉子上沒有繞組。

2樓:匿名使用者

1.步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝數,而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈衝訊號,電機則轉過一個步距角。

這一線性關係的存在,加上步進電機只有週期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 雖然步進電機已被廣泛地應用,但步進電機並不能象普通的直流電機,交流電機在常規下使用。

它必須由雙環形脈衝訊號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事,它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。 目前,生產步進電機的廠家的確不少,但具有專業技術人員,能夠自行開發,研製的廠家卻非常少,大部分的廠家只

一、二十人,連最基本的裝置都沒有。僅僅處於一種盲目的仿製階段。這就給戶在產品選型、使用中造成許多麻煩。

籤於上述情況,我們決定以廣泛的感應子式步進電機為例。敘述其基本工作原理。望能對廣大使用者在選型、使用、及整機改進時有所幫助。

二、感應子式步進電機工作原理(一)反應式步進電機原理由於反應式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應式步進電機原理。

1、結構: 電機轉子均勻分佈著很多小齒,定子齒有三個勵磁繞阻,其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。0、1/3て、2/3て,(相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以て表示),即a與齒1相對齊,b與齒2向右錯開1/3て,c與齒3向右錯開2/3て,a'與齒5相對齊,(a'就是a,齒5就是齒1)下面是定轉子的圖:

2、旋** 如a相通電,b,c相不通電時,由於磁場作用,齒1與a對齊,**子不受任何力以下均同)。 如b相通電,a,c相不通電時,齒2應與b對齊,此時轉子向右移過1/3て,此時齒3與c偏移為1/3て,齒4與a偏移(て-1/3て)=2/3て。

如c相通電,a,b相不通電,齒3應與c對齊,此時轉子又向右移過1/3て,此時齒4與a偏移為1/3て對齊。 如a相通電,b,c相不通電,齒4與a對齊,轉子又向右移過1/3て 這樣經過a、b、c、a分別通電狀態,齒4(即齒1前一齒)移到a相,電機轉子向右轉過一個齒距,如果不斷地按a,b,c,a……通電,電機就每步(每脈衝)1/3て,向右旋轉。如按a,c,b,a……通電,電機就反轉。

由此可見:電機的位置和速度由導電次數(脈衝數)和頻率成一一對應關係。而方向由導電順序決定。

不過,出於對力矩、平穩、噪音及減少角度等方面考慮。往往採用a-ab-b-bc-c-ca-a這種導電狀態,這樣將原來每步1/3て改變為1/6て。甚至於通過二相電流不同的組合,使其1/3て變為1/12て,1/24て,這就是電機細分驅動的基本理論依據。

不難推出:電機定子上有m相勵磁繞阻,其軸線分別與轉子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。並且導電按一定的相序電機就能正反轉被控制——這是步進電機旋轉的物理條件。

只要符合這一條件我們理論上可以製造任何相的步進電機,出於成本等多方面考慮,市場上一般以

二、三、

四、五相為多。

3、力矩: 電機一旦通電,在定轉子間將產生磁場(磁通量ф)當轉子與定子錯開一定角度產生力f與(dф/dθ)成正比

其磁通量ф=br*s br為磁密,s為導磁面積 f與l*d*br成正比 l為鐵芯有效長度,d為轉子直徑 br=n·i/rn·i為勵磁繞阻安匝數(電流乘匝數)r為磁阻。力矩=力*半徑力矩與電機有效體積*安匝數*磁密 成正比(只考慮線性狀態)因此,電機有效體積越大,勵磁安匝數越大,定轉子間氣隙越小,電機力矩越大,反之亦然。

(二)感應子式步進電機

1、特點: 感應子式步進電機與傳統的反應式步進電機相比,結構上轉子加有永磁體,以提供軟磁材料的工作點,而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能,因此該電機效率高,電流小,發熱低。因永磁體的存在,該電機具有較強的反電勢,其自身阻尼作用比較好,使其在運轉過程中比較平穩、噪音低、低頻振動小。

感應子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機。一個四相電機可以作四相執行,也可以作二相執行。(必須採用雙極電壓驅動),而反應式電機則不能如此。

例如:四相,八相執行(a-ab-b-bc-c-cd-d-da-a)完全可以採用二相八拍執行方式.不難發現其條件為c= ,d= .

一個二相電機的內部繞組與四相電機完全一致,小功率電機一般直接接為二相,而功率大一點的電機,為了方便使用,靈活改變電機的動態特點,往往將其外部接線為八根引線(四相),這樣使用時,既可以作四相電機使用,可以作二相電機繞組串聯或並聯使用。

3樓:匿名使用者

步進電機的基本原理 步進電機是一種將電脈衝轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈衝訊號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為「步距 角」),它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。

可以通過控制脈衝個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈衝頻率來控制電機轉動 的速度和加速度,從而達到調速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機,利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點,廣泛應用於各種開環控制。現 在比較常用的步進電機包括反應式步進電機(vr)、永磁式步進電機(pm)、混合式步進電機(hb)和單相式步進電機等。

4樓:匿名使用者

適用於開環控制的,你看這個**

5樓:英納仕控制

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