何為步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)用于位置和速度精確控制的特種電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的最大特點(diǎn)是“數(shù)字性”和“誤差不積累性”。對(duì)于控制器發(fā)過(guò)來(lái)的每一個(gè)脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)在其驅(qū)動(dòng)器的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定角度,步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)式以此固定角度一步一步運(yùn)行的。我們可以通過(guò)控制脈沖個(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)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。利用步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有積累誤差的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。
步進(jìn)電機(jī)的種類(lèi)和特點(diǎn)
步進(jìn)電機(jī)在構(gòu)造上有三種主要類(lèi)型:反應(yīng)式(Variable Reluctance,VR)、永磁式(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS)。
* 反應(yīng)式
定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、步距角小,可達(dá)1.2°、但動(dòng)態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大,可靠性難保證。
* 永磁式
永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成,轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。其特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能好、輸出力矩大,但這種電機(jī)精度差,步矩角大(一般為7.5°或15°)。
* 混合式
混合式步進(jìn)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點(diǎn),其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料,轉(zhuǎn)子和定子上均有多個(gè)小齒以提高步矩精度。其特點(diǎn)是輸出力矩大、動(dòng)態(tài)性能好,步距角小,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對(duì)較高。
按定子上繞組來(lái)分,共有二相、三相和五相等系列。最受歡迎的是兩相混合式步進(jìn)電機(jī),約占97%以上的市場(chǎng)份額,其原因是性價(jià)比高,配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后效果良好。該種電機(jī)的基本步距角為1.8°/步,配上半步驅(qū)動(dòng)器后,步距角減少為0.9°,配上細(xì)分驅(qū)動(dòng)器后其步距角可細(xì)分達(dá)128倍 (0.014°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因,實(shí)際控制精度略低。同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果。
步進(jìn)電機(jī)系列
兩相、三相混合式步進(jìn)電機(jī),采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼片和耐高溫永磁體制造,產(chǎn)品規(guī)格涵蓋20-130范圍。具有溫升低、可靠性高的特點(diǎn),由于其具有良好的內(nèi)部阻尼特性,因而運(yùn)行平穩(wěn),無(wú)明顯震蕩區(qū)�?蓾M足不同行業(yè)、不同環(huán)境下的使用需求。
兩相步進(jìn)電機(jī)命名規(guī)則
上例表示機(jī)座號(hào)為57mm,兩相混合式,步距角為1.8度,機(jī)身長(zhǎng)76mm,扭矩1.6Nm,單邊出軸的電機(jī)。
三相步進(jìn)電機(jī)命名規(guī)則
上例表示機(jī)座號(hào)為57mm,三相混合式,步距角為1.2度,機(jī)身長(zhǎng)76mm,扭矩1.5Nm,單邊出軸的電機(jī)。
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器選型指南
步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一定的電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這種裝置就是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器,它是步進(jìn)系統(tǒng)中核心組件之一。它按照控制器發(fā)來(lái)的脈沖/方向指令對(duì)電機(jī)線圈電流進(jìn)行控制,從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)軸的位置和速度。
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的工作模式
整步、半步、細(xì)分(微步)。其主要區(qū)別在于電機(jī)線圈電流的控制精度。通常步進(jìn)電機(jī)都有低頻振動(dòng)的特點(diǎn),通過(guò)細(xì)分設(shè)置,可以改善電機(jī)低速運(yùn)行的平穩(wěn)性。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器命名規(guī)則

怎樣選擇步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器
* 判斷需多大力矩: 靜扭矩是選擇步進(jìn)電機(jī)的主要參數(shù)之一。負(fù)載大時(shí),需采用大力矩電機(jī)。力矩指標(biāo)大時(shí),電機(jī)外形也大。
* 判斷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度: 轉(zhuǎn)速要求高時(shí),應(yīng)選相電流較大、電感較小的電機(jī),以增加功率輸入。且在選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí)采用較高供電電壓。
* 選擇電機(jī)的安裝規(guī)格: 如57,86,110等,主要與力矩要求有關(guān)。
* 確定定位精度和振動(dòng)方面的要求情況:判斷是否需細(xì)分,需多少細(xì)分。
* 根據(jù)電機(jī)的電流、細(xì)分和供電電壓選擇驅(qū)動(dòng)器。