五相步進電機與兩相步進電機有何區(qū)別?工作原理是什么?
我們選購電機" target="_blank">步進電機時,經(jīng)常會看到這種字樣,即這個步進電機是幾相的,這個相是什么意思呢?
所謂的相,就是電機內(nèi)部定子有幾對通電繞組。以最為常見的兩相步進電機來說,它的內(nèi)部有四個通電繞組,即兩對,那就被稱為是兩相步進電機。
在步進通電工作時,每一相的兩個繞組都是一個磁極N,一個磁極S。
因為電機轉(zhuǎn)子也是一半N一半S,所以就會遵循同極相斥異極相吸的原理運動起來。
我們依次讓兩個相分別通電,就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不斷跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。
如果我們改變通電繞組的電流方向,轉(zhuǎn)子就會反方向的進行運動,實現(xiàn)步進電機反轉(zhuǎn)。
除了最為常見的兩相步進以外,還有三相步進電機、四相步進電機、五相步進電機等等,適合要求更高的電機使用場景。
步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的電機,廣泛應用于自動化設備中。根據(jù)相數(shù)的不同,步進電機可分為單相、兩相、三相、四相和五相步進電機。下面分別介紹這五種步進電機在自動化設備中的應用。
一、單相步進電機
單相步進電機是最常用的步進電機,它通常采用單相交流電源供電。單相步進電機通過控制繞組的通電順序和電流的大小,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于單相步進電機的結構簡單、成本低廉、控制方便,因此在自動化設備中得到了廣泛的應用。例如,在自動化生產(chǎn)線上的傳送帶、裝配機械臂、機器人等設備中,常常使用單相步進電機作為驅(qū)動部件。
二、兩相步進電機
兩相步進電機通常采用兩相交流電源供電,其結構比單相步進電機更加復雜,可以提供更大的輸出轉(zhuǎn)矩和更高的控制精度。在兩相步進電機中,兩個繞組相互垂直,通過控制兩個繞組的通電順序和電流的大小,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于兩相步進電機的精度和輸出轉(zhuǎn)矩更高,因此在精密自動化設備中得到了廣泛的應用。例如,在數(shù)控機床、激光加工機、機器人等設備中,常常使用兩相步進電機作為驅(qū)動部件。
三、三相步進電機
三相步進電機通常采用三相交流電源供電,其結構比兩相步進電機更加復雜,可以提供更大的輸出轉(zhuǎn)矩和更高的控制精度。在三相步進電機中,三個繞組相互垂直,通過控制三個繞組的通電順序和電流的大小,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于三相步進電機的精度和輸出轉(zhuǎn)矩更高,因此在精密自動化設備中得到了廣泛的應用。例如,在數(shù)控機床、機器人等設備中,常常使用三相步進電機作為驅(qū)動部件。
四、四相步進電機
四相步進電機通常采用四相交流電源供電,其結構比三相步進電機更加復雜,可以提供更高的控制精度和更細的步長。在四相步進電機中,四個繞組相互垂直,通過控制四個繞組的通電順序和電流的大小,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于四相步進電機的精度更高,因此在高精度自動化設備中得到了廣泛的應用。例如,在打印機、掃描儀等設備中,常常使用四相步進電機作為驅(qū)動部件。
五、五相步進電機
五相步進電機通常采用五相交流電源供電,其結構比四相步進電機更加復雜,可以提供更高的控制精度和更細的步長。在五相步進電機中,五個繞組相互垂直,通過控制五個繞組的通電順序和電流的大小,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于五相步進電機的精度更高,因此在高精度自動化設備中得到了廣泛的應用。例如,在精密數(shù)控機床、高精度機器人等設備中,常常使用五相步進電機作為驅(qū)動部件。
總之,單相、兩相、三相、四相和五相步進電機各有其特點和應用領域。在自動化設備中,根據(jù)不同的應用場景和需求,選擇合適的步進電機類型可以有效地提高設備的性能和控制精度。
步進電機的相數(shù)是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有兩相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。
在沒有細分驅(qū)動器時,用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分驅(qū)動器,則‘相數(shù)’將變得沒有意義,用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù),就可以改變步距角。
要是不計成本 用五相的會好很多,但是五相步進及驅(qū)動要比兩相步進和驅(qū)動貴很多。個人認為現(xiàn)在步進驅(qū)動都是帶細分數(shù)的,精度可以提高很多了 ,除非精度要求極高到納米級的。
步進電機主要是按照相數(shù)來做分類,而其中又以二相、五相步進電機為目前市場上所廣泛采用。兩相步進電機每轉(zhuǎn)最細可分割為400等分,五相則可分割為1000等分,所以表現(xiàn)出來的特性以五相步進電機較佳、加減速時間較短、動態(tài)慣性較低。
兩相和五相步進電機區(qū)別:
兩相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。五相電機則振動較小,高速性能好,比二相電機的速度高30~50%,可在部分場合取代伺服電機。
兩相/五相步進電機差異比較:
電機構造方面:
二相步進電機:8個主極?4相(二相)4極線圈
五相步進電機:10個主極?5相二極線圈
分解能方面:
二相步進電機:1.8°/0.9°(200、400分割/圈)
五相步進電機:0.72°/0.36°(500、1000分割/圈),較二相步進電機高出2.5倍
控制精度不同:兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°
振動性方面:
二相步進電機:100-200pps之間為低速共振領域,振動較大,無顯著共振點
五相步進電機:低振動,速度—轉(zhuǎn)矩特性,高速度、高轉(zhuǎn)矩;
兩相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。五相電機則振動較小,高速性能好,比2相電機的速度高30~50%,可在部分場合取代伺服電機。