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信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-12-16
步進電機是一種直接將電脈沖轉(zhuǎn)化為機械運動的機電裝置， 通過控制施加在電機線圈上的電脈沖順序、 頻率和數(shù)量， 可以實現(xiàn)對步進電機的轉(zhuǎn)向、 速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。在不借助帶位置感應(yīng)的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的情況下、 使用步進電機與其配套的驅(qū)動器共同組成的控制簡便、 低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)， 就可以實現(xiàn)精確的位置和速度控制。
步進電機的特性
精準(zhǔn)的位置控制依照輸入脈沖的數(shù)量， 確定軸轉(zhuǎn)動的角度。位置誤差非常小(小于1/10度)， 且不累積。
精確的轉(zhuǎn)速步進電機的轉(zhuǎn)速取決于輸入電脈沖的頻率， 可以實現(xiàn)精確控制和方便調(diào)節(jié)。因此被廣泛地應(yīng)用于各種運動控制領(lǐng)域。
正向/反向轉(zhuǎn)動， 急停及鎖定功能在整個速度范圍內(nèi)都可以實現(xiàn)對電機力矩和位置的有效控制， 包括靜力矩。在電機鎖定狀態(tài)下(電機繞組中存在電流， 而外部沒有旋轉(zhuǎn)的脈沖指令輸入)， 仍然保持一定的力矩輸出。
低轉(zhuǎn)速條件下的精準(zhǔn)位置控制步進電機不需要借助齒輪箱的調(diào)節(jié)， 就可以在非常低的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運行， 同時輸出較大的力矩，避免了功率的損耗和角度位置偏差， 同時降低了成本， 節(jié)省了空間。
更長的使用壽命步進電機的無電刷設(shè)計保證了電機的使用壽命很長。步進電機的壽命通常取決于軸承。
基本結(jié)構(gòu)和工作原理
基本結(jié)構(gòu)：
工作原理：
步進電機驅(qū)動器根據(jù)外來的控制脈沖和方向信號， 通過其內(nèi)部的邏輯電路， 控制步進電機的繞組以一定的時序正向或反向通電， 使得電機正向/反向旋轉(zhuǎn)， 或者鎖定。
以1.8度兩相步進電機為例：當(dāng)兩相繞組都通電勵磁時， 電機輸出軸將靜止并鎖定位置。在額定電流下使電機保持鎖定的最大力矩為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發(fā)生了變向， 則電機將順著一個既定方向旋轉(zhuǎn)一步（ 1.8度）。
同理， 如果是另外一項繞組的電流發(fā)生了變向， 則電機將順著與前者相反的方向旋轉(zhuǎn)一步（ 1.8度）。當(dāng)通過線圈繞組的電流按順序依次變向勵磁時， 則電機會順著既定的方向?qū)崿F(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)步進， 運行精度非常高。對于1.8度兩相步進電機旋轉(zhuǎn)一周需200步。
兩相步進電機有兩種繞組形式：雙極性和單極性。雙極性電機每相上只有一個繞組線圈， 電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)時電流要在同一線圈內(nèi)依次變向勵磁， 驅(qū)動電路設(shè)計上需要八個電子開關(guān)進行順序切換。
單極性電機每相上有兩個極性相反的繞組線圈， 電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)時只要交替對同一相上的兩個繞組線圈進行通電勵磁。驅(qū)動電路設(shè)計上只需要四個電子開關(guān)。在雙極性驅(qū)動模式下， 因為每相的繞組線圈為100%勵磁， 所以雙極性驅(qū)動模式下電機的輸出力矩比單極性驅(qū)動模式下提高了約40%。