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电气工程师|步进电机结构和工作原理

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步进电机结构和工作原理:

1.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于控制脉冲信号的频率和脉冲数。

2.脉冲数越多,电机转动的角度越大。

3.脉冲的频率越高,电机转速越快,但不能超过最高频率,否则电机的力矩迅速减小,电机不转。

按力矩产生的原理可分为:

(1)反应式:转子无绕组,由被激磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行

(2)激磁式:定、转子均有激磁绕组(或转子用永久磁钢),由电磁力矩实现步进运行

按输出力矩大小可分为:

(1)伺服式:输出力矩在百分之几之几至十分之几(N.m)只能驱动较小的负载,要与液压扭矩放大器配用,才能驱动机床工作台等较大的负载

(2)功率式:输出力矩在5~50 N.m以上,可以直接驱动机床工作台等较大的负载按定子数可分为:

(1)单定子式(2)双定子式(3)三定子式(4)多定子式

按各相绕组分布可分为;

(1)径向分布式:电机各相按圆周依次排列

(2)轴向分布式:电机各相按轴向依次排列

电动机径向分布

步进电机工作原理:

当A相绕组通以直流电流时相绕组通以直流电流时,,根据电磁学原理,便会在便会在AA方向上产生一磁场,在磁场电磁力的作用下,吸引转子,使转子的齿与定子AA磁极上的齿对齐。若A相断电,B相通电,这时新的磁场其电磁力又吸引转子的两极与BB磁极齿对对齐,转子沿逆时针转过60°。通常,步进电机绕组的通断电状态每改变一次,其转子转过的角度称为步距角。如果控制线路不停地按如果控制线路不停地按 A →C →B→ …的顺序控制步进电机绕组的通断,步进电机的转子便不停地顺时针转动。若通电顺序改为A →B →C →A …,同理,步进电机反转。

1、上述介绍的是三相单三拍的工作过程,除此以外还有三相双三拍,三相六拍等工作方式。三相双三拍的得电方式同时两相绕组通电:如AB-BC-CA一AB一… 三相六拍的控制方式是: A→AB→B→BC→C→CA→A→…

2、电机的转速和相序切换的频率有关,切换得越快,电机转动的越快。电机转动的方向和相序有关。

3、电机每拍转动的角度,称步距角θ。步距角和电机的结构有关。θ=360°/mzk 其中m为定子绕组的相数。Z为转子得齿数。K为通电方式,m相时m拍时,k=1, m相2m拍时,k=2。】

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