步进电机的基本结构、工作原理及特性 EOCR-AR,SP
时间:2021-08-04 阅读:370
、基本结构
二、工作原理
步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号, 通过其内部的逻辑电路,控制步进电机的绕组以定的时序正向或反向通电,使得电机正向/反向旋转,或者锁定。
以1.8度两相步进电机为例:当两相绕组都通电励磁时,电机输出轴将静止并锁定位置。在额定电流下使电机保持锁定力矩为保持力矩。如果其中相绕组的电流发生了变向,则电机将顺着个既定方向旋转步( 1.8度)。同理,如果是另外项绕组的电流发生了变向,则电机将顺着与前者相反的方向旋转步( 1.8 度)。当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时,则电机会顺着既定的方向实现连续旋转步进,运行精度非常。对于1.8度两相步进电机旋转周需200步。
两相步进电机有两种绕组形式:双极性和单极性。
双极性电机每相上只有个绕组线圈,电机连续旋转时电流要在同线圈内依次变向励磁,驱动电路设计上需要八个电子开关进行顺序切换。单极性电机每相上有两个极性相反的绕组线圈,电机连续旋转时只要交替对同相上的两个绕组线圈进行通电励磁。驱动电路设计上只需要四个电子开关。在双极性驱动模式下,因为每相的绕组线圈为励磁,所以双极性驱动模式下电机的输出力矩比单极性驱动模式下提了约40%。
三、特点
1、 精准的位置控制
依照输入脉冲的数量,确定轴转动的角度。位置误差非常小(小于1/10度),且不累积。
2、精确的转速
步进电机的转速取决于输入电脉冲的频率,可以实现精确控制和方便调节。因此被广泛地应用于各种运动控制领域。
3、 正向/反向转动,急停及锁定功能
在整个速度范围内都可以实现对电机力矩和位置的有效控制,包括静力矩。在电机锁定状态下(电机绕组中存在电流,而外部没有旋转的脉冲指令输入),仍然保持定的力矩输出。
4、 转速条件下的精准位置控制
步进电机不需要借助齿轮箱的调节,就可以在非常的转速下平稳运行,同时输出较大的力矩,避免了功率的损耗和角度位置偏差,同时降了成本,节省了空间。
5、 更长的使用寿命
步进电机的无电刷设计保证了电机的使用寿命很长。步进电机的寿命通常取决于轴承。