步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點介紹
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動機(jī)。每輸入一個脈沖信號,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一個角度或前進(jìn)一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此,步進(jìn)電動機(jī)又稱脈沖電動機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī),基于最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試,應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。這被認(rèn)為是最初的步進(jìn)電機(jī)。1923年,James Weir French發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance),此為步進(jìn)電機(jī)前身。二十世紀(jì)初,步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用在了電話自動交換機(jī)中。由于西方資本主義列強(qiáng)爭奪殖民地,步進(jìn)電機(jī)在缺乏交流電源的船舶和飛機(jī)等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上,對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后,由于廉價的微型計算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn),步進(jìn)電機(jī)的控制方式更加靈活多樣。
步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點非常突出。優(yōu)點集中在控制簡單和精度高。缺點是噪音、振動和效率。無累積誤差,結(jié)構(gòu)簡單,使用維護(hù)方便,制造成本低。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動負(fù)載慣性能力大,適用于中小型機(jī)床和對速度精度要求較低的地方。缺點是效率低,熱量高,有時會“不合拍”。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點和缺點如下。
優(yōu)點:
1.通過向電機(jī)輸入脈沖信號,易于控制電機(jī)運行;
2.不需要反饋電路來返回轉(zhuǎn)軸的位置和速度信息(開環(huán)控制);
3.因為沒有接觸刷,所以實現(xiàn)了更高的可靠性。
缺點:
1.需要脈沖信號輸出電路;
2.當(dāng)控制不當(dāng)時,可能會發(fā)生同步丟失;
3.產(chǎn)生熱量是因為轉(zhuǎn)軸停止后電流依然存在。
在相同電流和相同轉(zhuǎn)矩輸出的情況下,單極步進(jìn)電機(jī)的線圈數(shù)量是雙極步進(jìn)電機(jī)的兩倍,成本較高,控制電路結(jié)構(gòu)也不同。目前市場上流行的大多是雙極步進(jìn)電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)的選型
1、首先考慮你的控制系統(tǒng)是否適合使用步進(jìn)電機(jī)作為動力,是使用步進(jìn)電機(jī)還是伺服電機(jī),下面將步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的特點對比如下:
步進(jìn)電機(jī):功率較小、價格較低、速度較低、精度稍低
伺服電機(jī):功率較大、價格較高、速度較高、精度較高
根據(jù)以上對比考慮選用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
2、步進(jìn)電機(jī)的選型
選擇步進(jìn)電機(jī)最為關(guān)鍵的是功率或扭矩,扭矩一定要足夠,這一點一定要牢記。
購買步進(jìn)電機(jī)時必須同時購買配套的驅(qū)動器。
還要考慮步進(jìn)電機(jī)的供電電壓有直流供電或交流供電,如果功率不大可以考慮使用直流電源來供電。
如果不熟悉這里推薦一個簡單實用的方法:直接與步進(jìn)電機(jī)商家咨詢,將你設(shè)備控制的情況和需求告訴商家,讓商家根據(jù)你的實際情況幫你來選擇適合你使用的步進(jìn)電機(jī),并且使用中有問題也會提供售后技術(shù)服務(wù)。
在需要對速度、位置等參數(shù)進(jìn)行控制的場合,使用步進(jìn)電機(jī),會非常簡單方便。但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)或交流電機(jī)那樣,在常規(guī)下直接使用。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī),需要利用電子電路,將直流電變成分時供電的多相時序控制電流。用這種電流供電,電機(jī)才能正常工作。所以它需要專門的驅(qū)動器——為步進(jìn)電機(jī)分時供電的多相時序控制器。因此,步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù),涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計算機(jī)等許多專業(yè)知識。
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