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步进电机工作原理 步进电机基本结构

  • 发布时间:2020-06-11      来源:JZ Robot      作者:JZ Editor      已有 人浏览

引言:随着工业的快速发展,在当今的生活生产中,人们对电机这门学科的知识需要有足够的了解。而步进电机是系统中的执行元件,在机电一体化产品中有着关键作用,大量使用在各行各业自动化控制系统里。随着数控技术的发展,在各个国民经济领域中对步进电机的需求日益增多。下面,我就带大家一起来了解一下步进电机。

  步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电机又称脉冲电机。

  步进电机工作原理

  当电流经过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

步进电机工作原理
步进电机工作原理

  所以,步进电机是靠脉冲数量来转动的,需要转多少圈就给相应个数的脉冲数。因此,步进电机能够达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,也就是控制多长时间给一个脉冲,从而达到调速的目的。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,控制电机正反转。

  正常情况下,步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比;连续输入一定频率的脉冲时,电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电机能直接接收数字量的输入,所以特别适合于微机控制。目前,在工业机器人上的应用也非常广泛。

  步进电机基本结构

  步进电机一般由前后端盖、轴承、中心轴、转子铁芯、定子铁芯、定子组件、波纹垫圈、螺钉等部分构成,它是利用电磁学原理,将电能转换为机械能,是由缠绕在电机定子齿槽上的线圈驱动的。

步进电机基本结构
步进电机基本结构

  步进电机模型的结构示意图如图所示。它的定、转子铁芯都由磁钢篇叠成。定子上有六个磁极,每两个相对的磁极绕有同一相绕组,三相绕组接成星形作为控制绕组;转子铁芯上没有绕组,只有四个齿,齿宽等于定子极限宽。

  步进电机的结构形式和分类方法较多,一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种;按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。

  在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系,步进电机控制系统从其控制方式来看,可以分为以下三类:开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。

  通过对步进电机基本结构,以及步进电机工作原理的介绍,相信大家对于步进电机又有了更进一步的认识。目前,市面上比较知名的步进电机有三菱电机、安川电机、松下电器、大洋电机等等。在选择的时候,还是需要多做一些比较。关注我们的公众号,了解更多关于步进电机的知识吧。

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