电机的四大类型揭秘步进电机的核心结构运行奥秘与独特魅力

电机的四大类型揭秘步进电机的核心结构运行奥秘与独特魅力

导语:步进电机是一种独特的机电装置,它能够直接将电脉冲转化为机械运动。通过精确控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量,步进电机可以实现对转向、速度和旋转角度的精确控制。在不使用闭环反馈控制系统的情况下,这种开环控制系统就能提供高精度的位置和速度控制。

基本结构与工作原理

步进电机基本结构(如图1所示)

工作原理

步进驱动器根据外部的控制信号,通过内部逻辑来决定何时正向或反向通電于绕组,从而使得电机旋转或保持静止。以1.8度两相步进电机为例,当两个绕组同时通電励磁时,输出轴会锁定当前位置并保持力矩最大。如果其中一个绕组改变了方向,则会产生一定角度的旋转,并继续锁定。当按顺序依次变换绕组励磁方向时,可以实现连续精确旋转。

两相步进有两种类型:双极性和单极性。双极性每个相只有一个线圈,而单极性则有两个互补的线圈,每次交替激励不同的线圈。在双极模式中,由于所有三个相都得到100%励磁,因此它比单极模式提供了更大的力矩输出。

加速/减速运动控制

2 相(双极)步进 - 2 相(单极)步進

图 2 步進電機工作原理圖

特点:

精准位置控制

精确速度调节

正向/反向移动及紧急制动功能

在低速条件下仍能保证高精度位置控

用寿命长,因为没有刷子。

振动与噪音问题可通过避免共振区间或者采用微分驱动解决。

应用广泛,如打印機、扫描儀、摄像頭等。