一、 步進(jìn)電機(jī)分類
1.1、 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR):轉(zhuǎn)子由軟磁材料制成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能差、步距角可以很小;
1.2、 永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM):轉(zhuǎn)子由永磁材料制成,轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù)少,步距角大,力矩大,動(dòng)態(tài)性能好;
1.3、 混合式步進(jìn)電機(jī)(HB):結(jié)合VR、PM電機(jī)優(yōu)點(diǎn),輸出力矩大、步距角小、動(dòng)態(tài)性能好,目前使用最為廣泛,下述以該類電機(jī)為例進(jìn)行介紹。
二、 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)
2.1、 實(shí)物圖如下所示,主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋組成
2.2、結(jié)構(gòu)示意圖如下所示
2.3、剖視圖分析(剖切轉(zhuǎn)子S端)
定子有8個(gè)磁極,如下圖所示,綠色繞線的為A相,洋紅色繞線的為B相。轉(zhuǎn)子有50個(gè)齒,均勻分布。定子每個(gè)磁極有6個(gè)齒,總計(jì)8*6=48齒。當(dāng)A相定子有一對(duì)磁極齒與轉(zhuǎn)子齒完全對(duì)齊時(shí),A相定子另一對(duì)磁極齒必定與轉(zhuǎn)子齒完全錯(cuò)開(kāi),此時(shí)B相定子齒與轉(zhuǎn)子齒呈半齒對(duì)齊(或者半齒錯(cuò)開(kāi))。同理可以判斷B相定子齒與轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊時(shí)的狀態(tài)。
2.4、轉(zhuǎn)動(dòng)原理
①當(dāng)A+接電源正極,A-接電源負(fù)極時(shí),A相線圈導(dǎo)通,產(chǎn)生磁場(chǎng),如圖下圖所示,A相藍(lán)色的N極與轉(zhuǎn)子的S極相互吸引對(duì)齊,同時(shí)A相的S極與轉(zhuǎn)子S極相互排斥而錯(cuò)開(kāi),此時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)
②當(dāng)B+接電源正極,B-接電源負(fù)極時(shí),B相導(dǎo)通,此時(shí)狀態(tài)如下
③當(dāng)A-接電源正極,A+接電源負(fù)極時(shí),A相導(dǎo)通,此時(shí)狀態(tài)如下
④當(dāng)B-接電源正極,B+接電源負(fù)極時(shí),B相導(dǎo)通,此時(shí)狀態(tài)如下
⑤然后回到①圖狀態(tài),經(jīng)過(guò)4個(gè)步驟,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,轉(zhuǎn)子每一個(gè)齒對(duì)應(yīng)的角度是360/50=7.2°,所以每一個(gè)步驟,電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度就是7.2°/4=1.8°,即步進(jìn)電機(jī)的步距角
2.5、完整畫如下
2.6、轉(zhuǎn)子N極布局
上述解釋的是轉(zhuǎn)子S受力,轉(zhuǎn)子N極齒與S極齒是完全錯(cuò)開(kāi)的,如下圖所示,受力分析與S極是一樣的。
三、步進(jìn)電機(jī)演示器功能介紹
為了方便直觀的理解電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理,制作了電機(jī)演示器,可以手動(dòng)操作,也可以自動(dòng)操作,具有4拍和8拍模式,速度也可自行調(diào)節(jié)
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磁場(chǎng)
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步進(jìn)電機(jī)
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