步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。通俗來說,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(及步進角)。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。
步進電機主要分為三種類型:永磁式(PM)、反應式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步進電機一般為兩相,轉矩和體積較小,步進角一般為7.5度或15度。
反應式步進電機一般為三相,可實現(xiàn)大轉矩輸出,步進角一般為1.5度,但噪聲和振動都很大。
混合式步進電機是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相,兩相步進角一般分為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。
步進電機按照內部構造不同,可以分為兩相步進電機、三相步進電機和五相步進電機。兩相步進電機是最常見的步進電機類型,它由兩個獨立的線圈對組成,每個線圈對都產生一個磁極。當電流通過每個線圈對時,它會產生一個磁場,該磁場與定子的磁場相互作用,從而驅動電機旋轉。三相步進電機是由三個獨立的線圈對組成,每個線圈對都產生一個磁極。同樣,當電流通過每個線圈對時,它會產生一個磁場,該磁場與定子的磁場相互作用,從而驅動電機旋轉。五相步進電機是由五個獨立的線圈對組成,每個線圈對都產生一個磁極。與兩相和三相步進電機不同,五相步進電機的線圈對的數量更多,因此它可以產生更復雜的磁場分布,從而提供更高的精度和更好的性能。
這些不同類型的步進電機各有其優(yōu)點和適用場景。例如,兩相步進電機結構簡單、成本低,適用于要求不高、精度要求不高的場合;三相步進電機性能優(yōu)于兩相步進電機,適用于要求較高、精度要求一般的場合;五相步進電機性能和精度都較高,但成本也相應較高,適用于高精度控制、定位等要求較高的場合。
步進電機的主要優(yōu)勢有以下幾點:
步進電機可以精確控制位置:由于步進電機通過脈沖信號進行控制,可以精確地控制電機的位置。
步進電機運行速度快:步進電機可以在短時間內快速旋轉,使得系統(tǒng)能夠快速響應控制信號。
步進電機運行平穩(wěn):步進電機運行過程中不會出現(xiàn)突然停止或加速的情況,因此運行過程非常平穩(wěn)。
步進電機可靠性高:步進電機結構簡單,沒有電刷等易損件,因此具有較高的可靠性。
步進電機易于控制:步進電機可以通過簡單的脈沖信號進行控制,不需要復雜的控制系統(tǒng),使得控制更加簡單方便。
步進電機成本較低:相對于其他類型的電機,步進電機的制造成本較低,價格也相對便宜。
步進電機主要應用于一些有定位要求的場合,例如:線切割的工作臺拖動、植毛機工作臺(毛孔定位)、包裝機(定長度)等?;旧仙婕暗蕉ㄎ坏膱龊隙加玫玫?。此外,步進電機還廣泛應用于ATM機、噴繪機、刻字機、寫真機、噴涂設備、醫(yī)療儀器及設備、計算機外設及海量存儲設備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動化、機器人等領域。
在一些特定的領域,例如電腦繡花機,步進電機也有著廣泛的應用。這些步進電機具有保持轉矩不高、頻繁啟動反應速度快、運轉噪音低、運行平穩(wěn)、控制性能好以及整機成本低等特性。
需要注意的是,步進電機不使用整步狀態(tài),因為整步狀態(tài)時振動大。應遵循先選電機后選驅動的原則。在電腦繡花機等紡織機械設備中,采用五相混合式步進電機,細分驅動技術可以大大改善步進電機的運行品質,減少轉矩波動,抑制振蕩,降低噪音,提高步矩分辨率。步進電機是一種廣泛應用于各種定位和控制系統(tǒng)中的微電機。