**常用的两种步进电机是长久磁铁型和混合型。如果设计师不知道哪种类型的步进电机**能满足他的应用需求,他应该先评估长久磁场型的电机,因为它通常是更便宜的。如果永磁型电机不适合的话,那么混合型电机可能是正确的选择。
此外,还存在着一些特殊设计的步进电机。一个是盘式的永磁步进电机,它的转子是由稀土磁铁制成的,设计得像一张光盘,如图2。该型电机有一定的优势,例如非常低惯量和一个之间没有耦合的两个定子绕组的优化的磁流路。在某些应用中,这些品质是必不可少的。 **步进电机绕线欢迎来电
相、极和步进角
一般情况下,步进电机是两相的,但三相和五相电机也是存在的。双极电机有两相,每一相有一个绕组。单极电机也有两相,每相有一个绕组,只是每相绕组多了一个中心抽头。有时单极步进电机被称为一个“四相电机“,尽管它只有两相。
也存在每相有两个单独绕组的电机,这些电机采用双极性或单极模式来驱动。
极可以被定义为磁化体磁通密度集中的区域。转子和步进电机的定子都有磁极。图2是一个简化的两相步进电机,定子每相有2个极(1对极),转子上有2极(一对极)。在现实中,转子和定子结构会加入更多的磁极,以增加步数电动机每转的步数,换句话说,就是提供一个较小的基本(全步)步进角度。长久永磁步进电机包含一个相等数量的转子和定子的极对。 **步进电机绕线欢迎来电
步进电机的类型
步进电机有三种类型,分别是:
1.可变磁阻型
2.长久磁场型
3.混合型
可变磁阻型(VR)
这种类型的步进电机已经存在了很长一段时间。从结构上来看,它可能是**容易理解的。图1显示出了一个典型的V.R.步进电机的截面。这种类型的电机包括一个软铁多齿的转子和一个绕定子。当定子绕组通过直流电流通电,电机磁极则被磁化。当转子齿被吸引到带电的定子极时,电机发生旋转。
何时使用步进电机
当受控运动必需时,步进电机可以是一个很好的选择。当需要控制旋转角度,速度,位置和同步时,步进电机的优势可以在这些应用中得到有效利用。由于自身固有的优势,步进电机在许多不同的应用中已经找到了自己的位置,包括打印机,绘图仪,**办公设备,硬盘驱动器,医疗设备,传真机械,汽车等。
步进模式
以下是最常见的驱动模式:
•波动驱动(1相通电)
•全步驱动(2相通电)
•半步驱动(1&2相通电)
•微步驱动(连续不同的电机电流变化)
对于以下的讨论,请参阅图3。
在波动驱动中,只有一个绕组在任何给定的时间内通电。该定子通电序列为 A → B → → ,转子的转动步骤为8 → 2 → 4 → 6。对于同一绕组参数的单极性和双极性的电机,这种激励模式会导致转子在相同的机械位置运行。该驱动模式的缺点是对于绕组的利用率在单极的电机只有25%,而在双极性电机只有50%。这意味着你没有从电机运行中得到比较大转矩输出。
通常情况下,PM电机有12个极对数,即定子每相具有12个极对。混合型步进电机有一个带齿的转子,该转子被分成两部分,由永磁隔开,使一半的齿成为南极,另一半成为北极,而转子的极对数量就等于任何转子齿数的一半。为了建立一个较高的等效磁极数,混合型电机的定子极也有齿(对于较小的极距,等效磁极数=360/齿距)。与等效磁极比较,基本的极上是有绕组缠绕的。通常4个主极适用于3.6度的电机,而8个极适用于1.8和0.9度类型的电机。
转子极数、等效定子磁极数和相数的关系式之间决定了步进电机整步时的步距角。
步距角=360 ÷(NPh ×Ph)=360/N
NPh =每相等效磁极数相位=转子极数
Ph=相数 N =各相磁极数之和
如果在转子和定子的齿距是不相等的,则存在更为复杂的关系式。 **步进电机绕线欢迎来电
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转矩与速度特性
对于一个特定的应用,转矩与速度之间的关系特性是选择合适的电机驱动的关键。这些特性是依赖于(变化)电机,激励模式、不同的驱动器或驱动器的方法。一个典型的“转速 - 转矩曲线”如图6所示。为了获得更好的理解需要定义与这条曲线相关的概念。
a.保持转矩
电机在停止时产生的比较大转矩。
b.牵入曲线
牵入曲线定义了一个作为开始停止的区域。这是电机在施加负荷的情况下,可以瞬间启动/停止且不损失同步的比较高频率。
c.比较大起动功率
指无负载施加时的比较大起动功率。
d.牵出曲线
牵出曲线定义一个被称为运转的区域。它指的是电机能够运行到比较大频率而不会失去同步。因为此区域在牵入区域以外,电机必须通过一个阶段(加速或减速)才能进入这一区域。
e.比较大转换速率
电机无负荷时的比较高工作频率。
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