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步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有哪些

摘要:步進(jìn)電機(jī)是一種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),,步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行是靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的,,所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比,。步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向,、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。下面來(lái)了解下步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理以及步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式,。

一,、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成,。定子由硅鋼片疊成,,有一定數(shù)量的磁極和繞組。轉(zhuǎn)子用硅鋼片疊成或用軟磁性材料做成凸極結(jié)構(gòu),。

步進(jìn)電機(jī)定子上有6個(gè)等分的磁極,,相鄰兩個(gè)磁極間夾角為60°,相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一相。當(dāng)某一個(gè)繞組有電流通過(guò),,則該繞組的兩個(gè)磁極立即形成N極,、S極。每一個(gè)磁極上各有5個(gè)均勻分布的矩形小齒,。

轉(zhuǎn)子無(wú)繞組,,轉(zhuǎn)子上有40個(gè)矩形小齒均勻分布在圓周上,當(dāng)定子某相繞組通時(shí),,對(duì)應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場(chǎng),,和轉(zhuǎn)子形成磁路。當(dāng)定子繞組按一定順序輪流通電時(shí),,轉(zhuǎn)子就沿一定方向一步步轉(zhuǎn)動(dòng),。因此步進(jìn)電機(jī)繞組是按一定通電方式工作的。為實(shí)現(xiàn)該種輪流通電,,需要將控制脈沖按規(guī)定的通電方式分配到步進(jìn)電機(jī)的每相繞組,。

其中,步進(jìn)控制器把輸入的脈沖轉(zhuǎn)換成環(huán)型脈沖,,以控制步進(jìn)電機(jī),,并能進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。功率放大器把步進(jìn)電機(jī)輸出的環(huán)型脈沖放大,,以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),。

當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)片固定的角度(即步進(jìn)角),。我們可以通過(guò)調(diào)整脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量,,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。同時(shí),,還可以通過(guò)調(diào)整脈沖頻率來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,。

二、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有哪些

步進(jìn)電機(jī)的正常使用離不開(kāi)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)方式,,從目前的市場(chǎng)情形來(lái)看品質(zhì)保證的步進(jìn)電機(jī)具有多種可供選擇的驅(qū)動(dòng)方式,,其中包括恒電壓驅(qū)動(dòng)、高低壓驅(qū)動(dòng),、自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)和電流比較斬波驅(qū)動(dòng)等多種類,。下面就針對(duì)步進(jìn)電機(jī)的這幾種驅(qū)動(dòng)方式做簡(jiǎn)要介紹:

1、恒電壓驅(qū)動(dòng)

恒電壓驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)常用的一種驅(qū)動(dòng)方式,,只用一個(gè)方向的電壓對(duì)繞組進(jìn)行通電,,多個(gè)繞組交替提供電壓,這種方式的驅(qū)動(dòng)也被稱之為單電壓驅(qū)動(dòng),,是步進(jìn)電機(jī)比較老套的一種驅(qū)動(dòng)方式,。

2,、高低壓驅(qū)動(dòng)

高低壓驅(qū)動(dòng)可以明顯改善恒電源驅(qū)動(dòng)所存在的不同,高低壓驅(qū)動(dòng)指的是步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)到整步的時(shí)候使用高壓控制,,在運(yùn)動(dòng)到半步和停止的時(shí)候使用低壓進(jìn)行控制,。

3、自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)

自激式恒電流斬波驅(qū)動(dòng)是通過(guò)硬件設(shè)計(jì)而成的,,通過(guò)硬件來(lái)對(duì)不同繞組的電流進(jìn)行通電和關(guān)閉的交替操作,,正是這樣反復(fù)的操作才促使步進(jìn)電機(jī)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4,、電流比較斬波驅(qū)動(dòng)

這種驅(qū)動(dòng)方式是目前市場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的主流驅(qū)動(dòng),,巧妙利用造組電流植轉(zhuǎn)化成電壓從而與轉(zhuǎn)化器的輸出預(yù)定值進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果來(lái)對(duì)功率管的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制,,從而控制繞組的相電流,,通過(guò)電流的不同來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。

除了上面所介紹的幾種驅(qū)動(dòng)方式之外,,業(yè)內(nèi)較好的步進(jìn)電機(jī)還可能會(huì)使用潛進(jìn)式驅(qū)動(dòng),。因?yàn)闈撨M(jìn)式驅(qū)動(dòng)作為全新的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù),發(fā)熱少壽命長(zhǎng),。

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步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù),步進(jìn)電機(jī)按相數(shù)可分為單相,、兩相,、三相和多相等形式,,目前常用的步進(jìn)電機(jī)有二相、三相,、四相,、五相步進(jìn)電機(jī)。相數(shù)越多,,步距角可以越小,,運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)也比較小。下面來(lái)了解下二相步進(jìn)電機(jī)和三相步進(jìn)電機(jī),、五相步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別,。
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