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。作为电力人对步进电机的也不能局限于认识而已,应该深入了解它的结构、基本原理以及应用,接下来小编将从几个方面带大家全面认识步进电机。
什么是步进电机?
步进电动机是一种直接把脉冲电信号转换成机械运动的机电设备,它通过控制电机线圈上的电脉冲顺序、频率和次数,从而实现对步进电机的转向、速度、转角的控制。由于没有借助位置感应的闭环反馈控制系统,采用步进电机与其配套驱动组成的简单控制系统,成本低廉,可实现位置和速度的准确控制。
步进电机的工作原理:
步进电机驱动器根据外部控制脉冲和方向信号,通过步进电机内部的逻辑电路,控制步进电动机的绕组按一定的时序正向或反方向转动,从而使电机转动或锁住。
就一个1.8度的二相步进电动机的例子,当两相绕组同时加励时,输出轴将静止锁定。其额定电流下,电动机锁住的z大力矩是维持力矩。若某一相绕组的电流改变方向,那么电动机就会沿所确定的方向转动一次(1.8度)。
同样地,如果是另一个绕组的电流改变,那么电动机会沿着和前一个相反的方向旋转一步(1.8度)。若电流经过线圈绕组,依次变向励磁,则电机会沿着已确定的方向实现连续旋转步进,精度极高。对1.8度的二相步进电机进行转圈需要200步。
双极和单极是步进电机的两种绕组形式。双极电机每相上只有一个绕组线圈,电动机的电流要依次在相同的线圈中连续旋转,在驱动电路上需要八个电子开关进行顺序切换。
单极电机每相具有两个极性相反的绕组线圈,在连续转动时,只要在同一相上交替地对两个绕组线圈进行励磁。设计该驱动电路仅需四个电子开关。由于双极性驱动方式下,由于每个相绕组线圈都是100%励磁,因此双极性驱动方式下电动机的输出转矩比单极驱动方式提高约40%。