1.什么是步进电机? 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 2.步进电机分哪几种? 步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB) 永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度; 反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很 步进电机是一种特殊的电动机,它的工作原理是通过将输入的电信号,即电脉冲,转换成电机轴上的精确角度位移。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它会驱动步进电机按照设定的方向转动一个固定的角度,这个角度被称为步进角。通过控制发送给驱动器的脉冲数量,可以准确地控制电机的角位移,从而实现精确定位。此外,调整脉冲信号的频率则可以控制电机的转速和加速度,实现调速目的。 步进电机根据内部结构的不同,主要分为三种类型:永磁式(PM)、反应式(VR)和混合式(HB)。永磁式步进电机通常具有两相,其体积和转矩较小,常见的步进角为7.5度或15度。反应式步进电机通常为三相,虽然能提供较大的转矩输出,但其步进角通常为1.5度,并伴有较大的噪声和振动,这使得它在发达国家逐渐被淘汰。混合式步进电机结合了永磁式和反应式的优点,既拥有较小的体积,又能实现较高的转矩,分为两相和五相,其中两相步进角通常为1.8度,五相则为0.72度,这类电机应用最为广泛。 保持转矩(HOLDING TORQUE)是步进电机的重要参数,它表示电机在通电但未旋转时,定子对转子的锁定力矩。保持转矩直接影响电机在低速运行时的力矩表现,是评价步进电机性能的关键指标。例如,2N.m的步进电机通常指的是保持转矩为2N.m的电机。 DETENT TORQUE是指步进电机在不通电状态下,定子对转子的锁定力矩。此概念主要适用于有永磁材料的步进电机,因为反应式步进电机的转子不含永磁材料,故无DETENT TORQUE。 步进电机的精度通常为其步进角的3%至5%,并且这个精度不会随时间累积。电机的外表温度允许达到一定的上限,一般不超过磁性材料的退磁点,大约在摄氏130度至200度之间。温度过高可能导致电机磁性减弱,进而影响力矩和稳定性。 步进电机的力矩随转速升高而下降,是因为电机在高速旋转时,绕组电感产生的反向电动势增加,导致相电流减小,从而降低了力矩。在某些速度下,电机可能无法启动并伴有啸叫声,这可能是脉冲频率超过了电机的空载启动频率。解决方法包括改变机械传动比、使用细分驱动器、选择步距角更小的电机、改用交流伺服电机或者安装磁性阻尼器。 细分驱动器的细分数并不直接代表电机的精度,而是一种电子阻尼技术,主要用于减少低频振动和提高运行平稳性。细分设置为4时,例如对于1.8°步进角的电机,运转分辨率可以达到0.45°,但这并不意味着精度提高了4倍。 步进电机是一种高度可控的定位电机,通过调整脉冲信号可以实现精确的位置、速度和加速度控制。了解其分类、关键参数以及优化运行策略,有助于在实际应用中更好地利用步进电机的优势。
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