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步进电机的基本结构形式

2015/8/19 9:57:20      点击:

步进电机的基本结构形式

 步进电机是从电磁铁这样简单的装l演变过来的一种电磁能f转换元件,因此设计择可以根据电磁场理论和机械结构的简繁设计出各种醒式的步进电动机。从步进电动机的发展过程来看也是如此,结构萦多的步进电动机在历吏上相继出现。但有的钻构型式由于效率低、噪声大、加速性能差、制造工艺复杂等原因,存在的时间很短就被淘汰了。如章动式、棘轮式、滚切式、柔轮式、谐波式等步进电动机,目前都极少或者不生产了。

    这里仅就工业上广泛应用的五种步进电动机的结构特点、工作原理作一简单介绍。

    (一)反应式步进电劝机

反应式步进电动机亦称磁阻式(VR)步进电动机。其定转子截路均由软磁材料侧成,定子上有多相励滋绕组,利用磁导的交化产生转矩,是目前应用最多的一种步进电动机。

    这种电动机的相效一般为三、四、五、六相。按弱组排列形式,可分为单段式径向磁路、多段式径向成路和多段式轴向田1-4单段径向磁路反应式步进电动机

   不论哪一种反应式步进电动机,它们共同的特点是:

    1)气隙小;为了提高反应式步进电动机输出钱矩,气隙都取得很小。一般是按工艺允许的最小气陈进行加工,最

大静转矩在ION"m以下的电机,气隙为0.03--"0.05 mm,

    2)步距角小。因为反应式步进电动机定、转子是采用,软磁材料制成的,没有磁钢,靠磁阻变化产生转矩。在机械加工所能允许的最小齿距情况下,,转子的齿数可以做得很多。例如电机外径为130 m。的电机,当转子的齿距为1-2m。时,齿数最多可达250个。因此五相以上的电机,目前最小的步距角可以做到101左右。

    3)励磁电流较大,绕组线径粗,电阻小。因此为了提高电机的快速性能,往往希甩电源电压高一些,这样就必须在主回路中串入功率较大的限流电阻0而且要求驭动电源功率较大,这样系统效率低。

    4)电机的丙阻尼较小。当相数较少时,单步运行振荡时间可能很长。

      (二)永磁式步进电动机

    永磁式步进电动机是转子或定子的某一方具有永水徽钢的步进电动机。另一方是由软磁材料制成,绕组轮流通电升

建立的磁场与永久磁钢的恒定磁场相互作用产生转矩 励磁绕组可以作成两相或多相,但一般作成两相控制绕制。

     按上述动作原理的要求,每相绕组间隔一个脉冲后,电流需要反向。为此驱动器应采用桥式电路,使绕组可以正反两个方向通电,如图1-8所承。为了筒化驭动电源,也可以采用每极放里两套绕组的方法,.V动电翻与反应式步进电动机一样。每极的访套绕组的头尾相反地接到电源。由于两相正反向通电的绕组变成了四相,增加了用铜量和电动机外形尺寸。

    永磁式步进电机的特点是:

   3)起动颇率较低。负载起动频率通常在300H:以下。但电动机的转速不一定比反应式步进电动机低,有时反而会

高。

    4)控制功率小,驭动器所使用的电压邀常为单一电压,如24V斌12V,励磁烧组电流一般也小于2A,不用或用阻值很小的限流电阻即可。

    5)内部电磁阻尼较大,单步振荡时间短。

    6)断电时电机具有一定的保持转矩,故有记忆佬力,可作定位用。

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