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步进电机工作原理

2016-09-01 浏览量 355

步进电机工作原理

步进电机

步进电机是一种脉冲控制的执行元件，可将输入脉冲转换为机械角位移。每给步进电机输入一个脉冲，其转轴就转过一个角度，称为步距角。

脉冲数量——位移量
脉冲频率——电机转速
脉冲顺序——方向
优点：结构简单，价格便宜，工作可靠。
缺点：容易失步（尤其在高速、大负载时），影响定位精度，在低速时容易产生振动（但恒流斩波驱动、细分驱动等新技术的综合应用，明显提高了定位精度，降低了低速振动。）。
应用：要求一般的开环伺服驱动系统，如经济型数控机床的进给驱动。
步进电机工作原理
按电磁吸引原理工作（以反应式步进电机为例）。

反应式步进电机的定子上有磁极，每个磁极上有激磁绕组，转子无绕组，有周向均布的齿，依靠磁极对齿的吸合工作。两个相对的磁极组成一相。

步进电机的工作方式（通电顺序）可分为三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。
1）三相单三拍工作方式

三相绕组联接方式：Y型
三相绕组中的通电顺序为

也可以为

三相单三拍的特点：
（1）每来一个电脉冲，转子转过30°。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序。
（3）每次定子绕组只有一相通电，在切换瞬间失去自锁转矩，容易产生失步，只有一相绕组产生力矩吸引转子，在平衡位置易产生振荡。
2）三相六拍工作方式

通电顺序为
A→AB→B→BC→C→CA→A…（逆时针）
A→AC→C→BC→B→BA→A…（顺时针）
每步转过15°，步距角是三相三拍工作方式的一半。
三相六拍的特点：电机运转中始终有一相定子绕组通电，运转比较平稳。
3）双三拍工作方式
定子绕组通电顺序为
AB→BC→CA→AB…（转子逆时针旋转）
AC→CB→BA→…（转子顺时针旋转）
有两对磁极同时对转子的两对齿进行吸引，每步仍旋转30°。
双三拍的特点：始终有一相定子绕组通电，工作比较平稳；避免了单三拍通电方式的缺点。
实际上步进电机转子齿数很多，齿数与步距角关系？
例如：转子40个齿，定子仍是 3对磁极，三相六拍。问步距角是多少？

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