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步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動控制有三種類型和操作模式

發(fā)布時間:2023-05-11 17:49:42人氣:

 步進(jìn)電機(jī)通常是運(yùn)動控制系統(tǒng)中極其重要的部件。從廣義上講,步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的交流感應(yīng)電機(jī)相似,因為它們都有定子和轉(zhuǎn)子。然而,相似之處僅限于此。步進(jìn)電機(jī)是一種DC同步電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)在很大程度上是不可控的,而步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)可以非常精確地控制。步進(jìn)電機(jī)可以產(chǎn)生完整的瞬時扭矩-即使在休息。這使得它們非常適合精度、可重復(fù)性和功耗至關(guān)重要的運(yùn)動控制應(yīng)用。


 一、步進(jìn)電機(jī)的類型


 步進(jìn)電機(jī)主要分為三種類型:


 1.永磁步進(jìn)電機(jī)。永磁步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永磁體組成,永磁體與定子的電磁體相互作用,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和扭矩。永磁步進(jìn)電機(jī)通常具有相對較低的功率要求,并且每單位輸入功率可以產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。


 2.可變磁阻步進(jìn)機(jī)。VR步進(jìn)轉(zhuǎn)子不是由永磁體制成的。相反,它們由普通的鐵制成,類似于齒輪,在轉(zhuǎn)子的圓周上有突起或“齒”。齒導(dǎo)致VR步進(jìn)機(jī)的角度分辨率非常高;但是,這種精度通常是以扭矩為代價的。


 3.混合同步步進(jìn)器。HS步進(jìn)轉(zhuǎn)子利用了PM和VR步進(jìn)轉(zhuǎn)子的最佳特性。HS電機(jī)中的轉(zhuǎn)子有一個永久磁鐵芯,圓周是普通的帶齒鐵。因此,混合式同步電機(jī)同時具有高角度分辨率和高轉(zhuǎn)矩。


 二、步進(jìn)電機(jī)有三種主要工作模式:


 1.全步驟模式。電機(jī)軸每旋轉(zhuǎn)360°,轉(zhuǎn)子就會經(jīng)過200個不同的步,每一步正好是1.8。在整個運(yùn)行過程中,定子上的兩相始終通電。這提供了最大的扭矩,但是角度分辨率受到轉(zhuǎn)子齒數(shù)的限制。


 2.半步模式。電機(jī)軸每旋轉(zhuǎn)360°,轉(zhuǎn)子就會做出400個不同的步,每一步正好是0.9。半步運(yùn)行期間,定子上的一相或兩相交替。這提供了兩倍的角度分辨率,以提高定位精度,但代價是扭矩。


 3.微步模式。電機(jī)軸每旋轉(zhuǎn)360°,轉(zhuǎn)子就會經(jīng)過51200個不同的步,每一步正好是0.007。在微步運(yùn)行期間,定子上的相可以通電、斷電或部分通電。這種模式用于要求高精度定位的應(yīng)用中,盡管額定轉(zhuǎn)矩可以降低30%。


 三、選擇步進(jìn)電機(jī)的重要注意事項


 為您的應(yīng)用選擇步進(jìn)電機(jī)時,分析電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-速度曲線非常重要。該數(shù)據(jù)可從制造商處獲得,是給定速度下電機(jī)扭矩的圖形表示。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-速度曲線必須與應(yīng)用要求緊密匹配,否則系統(tǒng)性能將達(dá)不到預(yù)期。

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