步進(jìn)電機(jī)的工作原理

       步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。由于步進(jìn)電機(jī)能夠逐步移動(dòng)，因此它們?cè)诠I(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)中得到了應(yīng)用。這些電機(jī)用于 IC 制造單元。這些電機(jī)在 CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制)機(jī)器和 xy 繪圖儀的設(shè)計(jì)中起著不可或缺的作用。

　　步進(jìn)電機(jī)工作原理

　　步進(jìn)電機(jī)是直流電機(jī)具有場(chǎng)配置在該轉(zhuǎn)子中永磁鐵的形式，兩個(gè)，三個(gè)或四個(gè)線圈組，稱為階段，放置在轉(zhuǎn)子周圍的定子。繞組連接到外部邏輯驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器按順序向繞組提供電壓脈沖。電機(jī)響應(yīng)這些脈沖并在指令下執(zhí)行啟動(dòng)、停止和反向操作。

　　轉(zhuǎn)子和定子都有確定的齒數(shù)以適應(yīng)設(shè)計(jì)的步距角。步距角定義為轉(zhuǎn)子響應(yīng)每個(gè)脈沖的角位移。轉(zhuǎn)子位置取決于步距角和脈沖數(shù)。旋轉(zhuǎn)速度取決于脈沖速率(而不是電源電壓)被精確控制;從而使步進(jìn)電機(jī)成為涉及精確定位的操作的理想驅(qū)動(dòng)器。與控制和伺服電機(jī)不同，不需要反饋控制繞組來閉合回路并監(jiān)控轉(zhuǎn)子的位置和速度。

　　步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)必須以允許電機(jī)克服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)慣性的速率加速和減速。因此，轉(zhuǎn)子的直徑較小，長(zhǎng)度較長(zhǎng)。如果步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)過載，它會(huì)滑相。這些電機(jī)適合負(fù)載在電機(jī)容量范圍內(nèi)的應(yīng)用。

　　步進(jìn)電機(jī)的基本分類

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)類型，步進(jìn)電機(jī)可分為可變磁阻 (VR) 步進(jìn)電機(jī)、永磁 (PM) 步進(jìn)電機(jī)和混合式步進(jìn)電機(jī)三種類型。

　　可變磁阻 (VR) 步進(jìn)電機(jī)，可變磁阻步進(jìn)電機(jī)是轉(zhuǎn)子由鐵磁物質(zhì)制成的電機(jī)。因此，當(dāng)定子被激勵(lì)時(shí)，它會(huì)變成一個(gè)電磁體，轉(zhuǎn)子會(huì)感覺到朝指定方向的拉力。鐵磁物質(zhì)總是試圖在最小磁阻路徑中調(diào)整自己。通過激勵(lì)線圈，產(chǎn)生磁場(chǎng)并改變氣隙磁阻。因此它被稱為可變磁阻步進(jìn)電機(jī)。在這種電機(jī)中，電機(jī)的方向與繞組中電流的方向無關(guān)。

　　永磁 (PM) 步進(jìn)電機(jī)，這里轉(zhuǎn)子被永久磁化。因此，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由于定子和轉(zhuǎn)子磁極之間的吸引力和排斥力。在這種電機(jī)中，電機(jī)的方向直接取決于繞組中電流的方向，因?yàn)榇艠O反轉(zhuǎn)，從而改變流過轉(zhuǎn)子的電流方向。

　　混合式步進(jìn)電機(jī)，顧名思義，混合式步進(jìn)電機(jī)是一種旨在通過結(jié)合永磁步進(jìn)電機(jī)和可變磁阻步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)來提供更高效率的電機(jī)。VR 和 PM 步進(jìn)電機(jī)是較常見的步進(jìn)電機(jī)類型。唯一的區(qū)別是，在可變磁阻步進(jìn)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子由鐵磁物質(zhì)制成，而在永磁步進(jìn)電機(jī)的情況下，轉(zhuǎn)子是永久磁化的。