電機" target="_blank">步進電機又稱為脈沖電機,基于最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試,應用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認為是最初的步進電機。1923年,James Weir French發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance),此為步進電機前身。二十世紀初,步進電機廣泛應用在了電話自動交換機中。由于西方資本主義列強爭奪殖民地,步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上,對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后,由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn),步進電機的控制方式更加靈活多樣。
步進電動機的結(jié)構(gòu)形式和分類方法較多,一般按勵磁方式分為磁阻式、永磁式和混磁式三種;按相數(shù)可分為單相、兩相、三相和多相等形式。
在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。步進電機的運行性能與控制方式有密切的關(guān)系,步進電機控制系統(tǒng)從其控制方式來看,可以分為以下三類:開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)在實際應用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中。
步進電機可以看作是同步交流電機,其極數(shù)(在轉(zhuǎn)子和定子上)都增加了,請注意它們之間沒有公分母。此外,在轉(zhuǎn)子和定子上帶有許多齒的軟磁性材料便宜地增加了極數(shù)(磁阻電機)。現(xiàn)代步進機采用混合設(shè)計,既具有永磁體又具有軟鐵芯。
為了達到xxx額定轉(zhuǎn)矩,步進電機中的線圈必須在每個步驟中達到其xxx額定電流。運動的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的繞組電感和反電動勢往往會抵抗驅(qū)動電流的變化,因此隨著電動機的加速,在全電流下花費的時間越來越少,從而降低了電動機的轉(zhuǎn)矩。隨著速度的進一步提高,電流將不會達到額定值,最終電動機將停止產(chǎn)生扭矩。
選擇步進電機時,首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進電機時,首先要計算機械系統(tǒng)的負載轉(zhuǎn)矩,電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可*。在實際工作過程中,各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機,負載力矩大。
首先考慮你的控制系統(tǒng)是否適合使用步進電機作為動力,是使用步進電機還是伺服電機,下面將步進電機與伺服電機的特點對比如下:
步進電機:功率較小、價格較低、速度較低、精度稍低
伺服電機:功率較大、價格較高、速度較高、精度較高
根據(jù)以上對比考慮選用步進電機或伺服電機。
步進電機的步數(shù):步數(shù)指的是電機旋轉(zhuǎn)一周所需的步數(shù),電機的步數(shù)在型號中可以看到,如17HS3430-24V-0.4A,它的步數(shù)就是17步。
步進電機的電流:電流可以影響電機的輸出功率,電機電流太大容易導致電機過熱,電流過小容易造成電機不正常工作。
步進電機的相數(shù):是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有兩相、三相、五相步進電機。
拍數(shù):完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài),用m表示,或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)。
保持轉(zhuǎn)矩:是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。
步距角:對應一個脈沖信號,電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移。
定位轉(zhuǎn)矩:電機在不通電狀態(tài)下,電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩。
失步:電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù),不等于理論上的步數(shù)。
失調(diào)角:轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度,電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角,由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差,采用細分驅(qū)動是不能解決的。
運行矩頻特性:電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線 。