今天,小編將在這篇文章中為大家?guī)砘旌鲜讲竭M電機的有關報道,通過閱讀這篇文章,大家可以對它具備清晰的認識,主要內容如下。
一、混合式步進電機的結構和驅動是什么?
工業(yè)控制中采用的兩相混合步進電機通常在定子磁極上帶有小齒,轉子齒數很多的結構,其步距角可以做得很小。
兩相混合式步進電動機的結構圖,A、B兩相繞組沿徑向分相,沿著定子圓周有8個凸出的磁極,1、3、5、7磁極屬于A相繞組,2、4、6、8磁極屬于B相繞組,定子每個極面上有5個齒,極身上有控制繞組。轉子由環(huán)形磁鋼和兩段鐵芯組成,環(huán)形磁鋼在轉子中部,軸向充磁,兩段鐵芯分別裝在磁鋼的兩端,使得轉子軸向分為兩個磁極。轉子鐵芯上均勻分布50個齒,兩段鐵芯上的小齒相互錯開半個齒距,定轉子的齒距和齒寬相同。
當兩相控制繞組按正確的的次序輪流通電,每拍只有一相繞組通電,四拍構成一個循環(huán)。當控制繞組有電流通過時便產生磁動勢,它與永久磁鋼產生的磁動勢相互作用,產生電磁轉矩,使轉子產生步進運動。當A相繞組通電時,在轉子N極端磁極1上的繞組產生的S磁極吸引轉子N極,使得磁極1下是齒對齒,磁力線由轉子N極指向磁極1的齒面,磁極5下也是齒對齒,磁極3和7是齒對槽。
A相通電轉子 N極端定轉子平衡圖。由于兩段轉子鐵芯上的小齒相互錯開半個齒距,在轉子S極端, 磁極1’和5’產生的S極磁場,排斥轉子S極,與轉子正好是齒對槽,磁極3’和7’齒面產生N極磁場,吸引轉子 S極,使得齒對齒。A相繞組通電時轉子N極端、S極端轉子平衡圖。
因轉子上共有50個齒,其齒距角為360° /50=7.2°,定子每個極距所占的齒數為不是整數,因此當定子的A相通電,在轉子N極,磁極1的5個齒與轉子齒對齒,旁邊的B相繞組的磁極2的5個齒和轉子齒有1/4齒距的錯位,即 1.8°,A相通電時定轉子齒展開圖畫圓圈的地方,A相磁極3的齒和轉子就會錯位 3.6°,實現齒對槽了。磁力線是沿轉子N端→A(1)S磁極→導磁環(huán)→A(3’)N磁極→轉子S端→轉子N端,成一閉合曲線 。當A相斷電B相通電時,磁極2產生N極性,吸合離它最近的S極轉子7齒,使得轉子沿順時針方向轉過1.8°,實現磁極2和轉子齒對齒,B相繞組通電定轉子齒展開圖如圖5所示,此時磁極3和轉子齒有1/4齒距的錯位。
依次類推若繼續(xù)按四拍的順序通電,轉子就按順時針方向一步一步地轉動,每通電一次即每來一個脈沖轉子轉過1.8°,即稱步距角為1.8°,轉子轉過一圈需要360°/1.8°=200個脈沖。
在轉子S極端也是同樣道理,當繞組齒對齒時,其旁邊一相磁極錯位1.8°。3 步進電機驅動器步進電機必須有驅動器和控制器才能正常工作。驅動器的作用是對控制脈沖進行環(huán)形分配、功率放大,使步進電機繞組按一定順序通電,控制電機轉動。步進電機 42BYG250C的驅動器為SH20403。為10V~40V直流供電, A+、A-、B+、B-端 子要連接步進電機的四條引線,DC+、DC-端子接驅動器工作直流電源,輸入接口電路包括公共端(接輸入端子電源正極)、脈沖信號輸入端(輸入一系列脈沖,內部分配以驅動步進電機A、B相)、方向信號輸入端(可實現步進電機的正、反轉)、脫機信號輸入端。
二、混合式步進電機對微型步進電機的影響
隨著混合式步進電機技術的出現,微型電機開始應用于醫(yī)療設備和實驗室自動化領域,特別是需要高精度的應用,如微型泵、流體計量和控制、夾管閥和光學傳感器控制。微型步進電機甚至可以融入電動手動工具,如電子移液管,其中混合步進電機以前是不可能集成。
小型化是許多行業(yè)持續(xù)關注的問題,也是近年來的主要趨勢之一,用于生產、測試還是日常實驗室使用,運動和定位系統都需要更小、更強大的電機。電機行業(yè)設計和制造小型步進電機已經有很長一段時間了,足夠小的電機在許多應用中仍然不存在。在電機足夠小的情況下,它們缺乏應用所需的規(guī)格,例如提供市場上具有競爭力所需的足夠大扭矩或速度??杀倪x擇是使用一個大框架步進電機和收縮周圍的所有其他組件,往往通過特殊的支架和安裝額外的硬件。在這個小范圍內進行運動控制極具挑戰(zhàn)性,迫使工程師們在設備的空間結構上做出妥協。
標準無刷直流電機在結構和機械上都是自支撐的,轉子通過兩端的端蓋懸掛在定子內部,任何需要連接的外設,通常都用螺栓固定在端蓋上,端蓋很容易地占到電機總長度的50%。無框架電機通過不需要額外的安裝支架、板或支架來減少浪費和冗余,設計所需的所有結構和機械支撐都可以直接集成到電機內部。這樣做的好處是,定子和轉子可以無縫地集成到系統中,在不犧牲性能的情況下減小了尺寸。
步進電機的小型化具有挑戰(zhàn)性,電機的性能與其尺寸直接相關,隨著機架尺寸的減小,轉子磁鐵和繞組的空間也隨之減小,這不僅會影響可用的最大扭矩輸出,還會影響電機的運行速度。過去試圖制造一個NEMA6尺寸混合步進電機,大多數都失敗了,因此表明NEMA6的框架尺寸太小,無法提供任何有用的性能。通過應用在定制設計方面的經驗和幾個學科的專業(yè)知識,電機行業(yè)能夠成功地創(chuàng)造出一種在其他領域失敗的混合式步進電機技術,NEMA 6型步進電機不僅能在高速下提供大量可用的動態(tài)扭矩,而且還提供高水平的精度。
最后,小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。希望大家對混合式步進電機已經具備了初步的認識,最后的最后,祝大家有個精彩的一天。