步進電機的解釋及應用

步進電機構造上大致分為定子和轉子兩部分轉子由轉子１、轉子２、永久磁鋼等３部分組成。而且轉子朝軸方向已經(jīng)磁化，轉子1為N極時，轉子２則為S極。轉子的外圈由50個小齒構成，轉子１和轉子２的小齒于構造上相互錯開1/2齒距定子擁有小齒狀的磁極，共有８個（兩相）或10個（五相）或12個（三相），皆繞線圈。兩相步進電機，定子極上共有2個線圈，如右圖，A相和C相是同一個線圈，B相和D相是同一線圈，定子的每個極上有和轉子外圈齒形相同的小齒結構。兩相電機為例，驅動器給定子的繞組按一定的相序通電，轉子將按一定的速度旋轉。電機整步運行為例，A相通電時，在其定子極上將生成一個磁極，我們假定為N極，將會與轉子的S極相互吸引，定子和轉子的小齒的凸出部分將會正對吸引。機械結構上，當A相的定子極和轉子小齒凸出部分正對時，B相所對應的定子極與轉子小齒的凸出部分錯開1/4個齒距，C相錯開1/2齒距。給定子B、C、D相按時序分別通電，轉子將分別和定子極B、C、D小齒凸出部分正對，當D相通電后，再到A相通電，如此循環(huán)。A相通電到下一次A相通電，定子繞組共經(jīng)過4次電流轉換，而轉子轉動距離為一個齒距，即7.2度，每一次電流轉換，轉子轉動1.8度，所以兩相步距角為1.8度。繞組通電順序也可為AB-BC-CD-DA(整步)或A-AB-B-BC-C-CD-D-DA(半步)，當通電順序為D-C-B-A時，馬達將反轉給每相繞組按一定相序和頻率改變電流大小，而不是簡單的接通和斷開，原來的1.8°將分成N次完成，即為微步驅動。如果10細分時，馬達每次轉動角度為0.18°，減小了單步運行的距離，電機將獲得更平穩(wěn)的運行效果。驅動①、無論是整步還是細分驅動，輸出給電機的電流大小和通電相序的變化都由驅動器控制。②、驅動器接收脈沖信號和方向信號，脈沖信號的頻率和總量控制電機的速度和行程，方向信號通過高低電平轉換旋轉方向。轉子都是50齒，如出現(xiàn)機械丟步都為7.2°的整數(shù)倍2相步進電機定子8個磁極，5相定子10個磁極，另外3相定子12個磁極2相每個定子磁極上有6個凸狀小齒，5相為4個凸狀小齒2相每個磁極凸齒多于5相，相對于尺寸相同的，2相力矩大于5相。整步驅動時，2相電機振動大于5相，經(jīng)過細分后，如都為1000PPR時，將獲得近乎相同的運行效果。步進電機選型兩要素：力矩匹配&慣量匹配(1).力矩匹配計算力矩M=Ma+Mf考慮到計算誤差和裝配精度，應保證2倍安全率必要轉矩MB=2M電機選型時，必要轉矩必須在運行曲線以下

(2).慣量匹配a.負載轉動慣量不應超過電機轉動慣量10倍b.慣量比過大時，則起動、停止時的過沖和回沖亦變大，因而會影響起動、穩(wěn)定時間c.當負載慣量過大時，需減小加載到電機轉軸的慣量(3).減小負載&轉子慣量比的方法a.改變負載驅動方式：驅動相同負載，滾珠螺桿驅動與同步輪拖動相比，轉動慣量會小很多b.在轉軸和負載連接時增加減速機構：增加一個1：3的減速機構，加載到電機上的轉動慣量將會成平方的降低，變?yōu)樵撦d轉動慣量的1