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步进电机的优缺点,分类与原理

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                                                          步进电机的优缺点,分类与原理


常见的步进电机大家都有见到过,那么大家都了解过步进电机吗?什么是步进电机?它的优缺点和工作原理,还有它有几种分类?



01、什么是步进电机?

步进电机是将电脉冲信号,转变为角位移或线位移的开环控制电机,又称为脉冲电机。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。


02、步进电机的特点:

 步进电机工作时的位置和速度信号不反馈给控制系统,如果电机工作时的位置和速度信号反馈给控制系统,那么它就属于伺服电机。相对于伺服电机,步进电机的控制相对简单,但不适用于精度要求较高的场合。


步进电机的优点和缺点都非常的突出,优点集中于控制简单、精度高,缺点是噪声、震动和效率,它没有累积误差,结构简单,使用维修方便,制造成本低。步进电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”。优缺点如下所示。


优点:

1. 电机操作易于通过脉冲信号输入到电机进行控制;

2. 不需要反馈电路以返回旋转轴的位置和速度信息(开环控制);

3. 由于没有接触电刷而实现了更大的可靠性。


缺点:

1. 需要脉冲信号输出电路;

2. 当控制不适当的时候,可能会出现同步丢失;

3. 由于在旋转轴停止后仍然存在电流而产生热量。


03、步进电机的分类:

在相同电流且相同转矩输出的条件下,单极型步进电机比双极型步进电机多一倍的线圈,成本更高,控制电路的结构也不一样,目前市场上流行的大多是双极型步进电机。


步进电机在构造上通常主要按照转子特点和定子绕组进行分类,下面将详细介绍这两种类型的分类。

按照转子分类,有三种主要类型:反应式(VR型)、永磁式(PM型)、混合式(HB型)。


反应式

定子上有绕组,绕组由软磁材料组成。其结构简单、成本低、步距角小,可达1.2度,但动态性能差,效率低、发热大,可靠性难以保证。


永磁式

永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机度差,步距角大(一般为7.5度或15度)。


混合式

混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有很多相绕组,转子上采用永磁材料,转子和定子均有多个小齿以提高步距精度。其特点是输出力矩大、动态性能好、步距角小,但结构复杂、成本相对较高。


步进电机按照定子上绕组来分类,共有二相、三相和五相等系列。目前最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占97%以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。

步进电机

04、步进电机的工作原理:

步进电机是通过脉冲信号来进行控制,每输入一个脉冲信号,步进电机前进一步。步进电机旋转的步距角,是在电机结构的基础上等比例控制产生的,如果控制电路的细分控制不变,那么步进旋转的步距角在理论上是一个固定的角度。在实际工作中,电机旋转的步距角会有微小的差别,主要是由于电机结构上的固定有误差产生的,而且这种误差不会积累。


上述就是对步进电机的优缺点,分类与原理的介绍,希望对大家有所帮助,仅供参考。


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