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步进电动机为什么需要驱动电路才能工作

作者: 东莞市博厚电机有限公司 编辑: 博厚电机 来源: 博厚电机 发布日期: 2019.08.23
信息摘要:
步进电机概述:步进电动机是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机,这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步,所以又称脉冲电…

步进电机概述:

步进电动机是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机,这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步,所以又称脉冲电动机。

  步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成,由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能决定于电机与驱动电源间的良好配合。

步进电机的优点是没有累积误差,结构简单,使用维修方便,制造成本低,步进电动机带动负载惯量的能力大,适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方,缺点是效率较低,发热大,有时会“失步”。

步进电机分类:

1、机电式步进电机

2、磁电式步进电机

3、直线式步进电机

步进电机工作原理:

 磁阻式步进电动机的定子上装有多相励磁绕组,图11.20中为最常使用的三相绕组步进电动机的示意图。三相绕组形成6个磁极。转子由软磁材料制成,上有4个齿。当A相绕组通电,而B、C相绕组均不通电时,由于磁通力图走磁阻最小路径,使磁路磁阻最小,因此产生磁阻转矩使齿1、3的轴线与定子A相磁极对齐。在下一时刻给B相通电,断开A相供电将使转子齿2、4的轴线与B相磁极对齐,转子因此整体上逆时针旋转了30°。因此按A-B-C—A…的顺序使三个绕组轮流通电将使得转子逆时针方向连续旋转。如果按A-C-B-A…的顺序通电,转子将顺时针旋转。由此可得到如下的判断:

  (1)步进电动机的旋转方向取决于绕组通电的顺序;

  (2)电动机的转速取决于绕组通断的频率;

  (3)绕组的每次通电切换,转角步进的距离为转子齿间夹角距的l/m,亦即步距角为齿距的l/m。

  上述步进电机模型中每步步距角为30°,很难适应精细控制的要求。实际的电动机采用如图11. 21的结构。在这种结构中定子磁极的极弧上开有一些均匀分希的小齿,转子表面也均匀分布着小齿。转子小齿之间按角度度量的齿距和定子的齿距完全相等。所谓齿距就是相邻两齿中心线的夹角,又称为齿距角DT=360°/Zr 式中DT-齿距; Zr-转子的齿数。

  由于开了这些小齿,转子在绕组切换时的转动在小于DT的范围内就能找到一个磁阻最小的位置,这样就大大减小了步距角,提高了运动的分辨率。

  从图11. 20的分析中注意到当转子的齿与某一磁极的齿完全吻合时,对于m相电动机来说,转子的齿与其他二相磁极的齿必须依次错开l/m齿距。对于三相电动机来说,当A相通电时,转子的小齿与B、C两相磁极上的小齿必须依次错开DT/3。在这种约束下,转子的齿数就不能是任意数值,而是必须满足以下的条件:

  Zr/2p=K±1/m即Zr=2p(K±1/m)=2pK±2

  式中K-正整数; p-极对数; m-相数,p=m。

步进电机为什么需要依靠驱动电路才能工作

步进电动机是为了精确位移设计的,为了达到较高精度效率必然偏低电流大,不是直流电机加电就可运行。且步进电机是靠单片子产生脉冲来控制转矩的,单片机本身驱动电流较小,驱动不了电机绕组,要用驱动电路产生较大电流,直接驱动会烧坏单片机。


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文章出处:东莞市博厚电机有限公司

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