步進(jìn)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

什么是步進(jìn)電機(jī)？步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移的執(zhí)行器。通常，當(dāng)接收脈沖信號(hào)時(shí)，該步進(jìn)電機(jī)將根據(jù)為該步進(jìn)電機(jī)設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)固定角度（即“步進(jìn)角”）?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖數(shù)來(lái)控制角位移量，以達(dá)到精確定位的目的。同時(shí)，通過(guò)控制脈沖頻率可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速度，達(dá)到速度控制的目的。

 

步進(jìn)電機(jī)的工作原理

步進(jìn)電機(jī)是如何工作的？步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生矢量磁場(chǎng)。磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使得轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)對(duì)和定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度時(shí)，轉(zhuǎn)子也隨著磁場(chǎng)以一定角度旋轉(zhuǎn)。每次輸入電脈沖時(shí)，電機(jī)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)一度。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，速度與脈沖頻率成正比。改變繞組功率的順序，電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)。因此，它可以通過(guò)控制脈沖數(shù)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。

 

步進(jìn)電機(jī)的類(lèi)型

分為三種類(lèi)型：永磁步進(jìn)電機(jī)（PM），可變磁阻步進(jìn)電機(jī)（VR）和混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）。

1、PM步進(jìn)電機(jī)一般為二相混合式步進(jìn)電機(jī)，扭矩和體積小; 其踩角一般為7.5°或15°。

2、VR步進(jìn)電機(jī)一般為三相混合式步進(jìn)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩輸出; 踩角一般為1.5，但噪音和振動(dòng)大; 三相混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子上有多相勵(lì)磁繞組。通過(guò)利用磁導(dǎo)率的變化產(chǎn)生扭矩。

3、HB步進(jìn)電機(jī)，指示混合PM和VR的優(yōu)點(diǎn)，分為二相、三相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)。兩相的步進(jìn)角一般為1.8°，三相的步進(jìn)角為1.2°，五相的步進(jìn)角為0.72°。它主要被廣泛應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)的選擇

1、步進(jìn)角：根據(jù)負(fù)載精度要求選擇電機(jī)的步進(jìn)角。負(fù)載的最小分辨率通常轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸，注意每個(gè)分辨率的角度和電機(jī)的踩角應(yīng)等于或小于角度。一般來(lái)說(shuō)，二相混合式步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角為0.9°/ 1.8°，三相混合式步進(jìn)電機(jī)的為1.2°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)的為0.36°/ 0.72°。

2、靜態(tài)扭矩：根據(jù)電機(jī)負(fù)載選擇靜態(tài)扭矩，負(fù)載可分為慣性和摩擦負(fù)載。當(dāng)直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)（通常從低速到高速），考慮兩種負(fù)載。在加速時(shí)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮慣性負(fù)載; 當(dāng)電動(dòng)機(jī)以恒定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，只考慮摩擦負(fù)荷。通常，靜態(tài)扭矩應(yīng)在摩擦負(fù)荷的2-3倍之內(nèi)。

3、電流：對(duì)于具有相同靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)，由于電流參數(shù)的不同，它們的運(yùn)動(dòng)特性存在很大差異?？梢愿鶕?jù)轉(zhuǎn)矩頻率特性曲線(xiàn)圖判斷電流。