步进电机的类型和特点
步进电机是一种特殊的电机,专门用于精确控制位置和速度。步进电机最大的特点是其“数字化”。对于控制器发送的每个脉冲信号,步进电机在驱动器的驱动下以固定角度(以下简称步骤)运行。如果接收到一串脉冲步进电机,则相应的距离将连续运行。通过控制脉冲频率,可以直接控制电动机的转速。由于步进电机的工作原理易于学习和使用,成本较低(与伺服相比)、电机和驱动器不易损坏,非常适合微机和单片机控制。因此,近年来,它们在各行各业的控制设备中得到了越来越广泛的应用。
步进电动机的种类及特点
步进电机的结构主要有三种类型:反应式电机(VariableReluctance,VR)、永磁式(PermanentMagnet,PM)和混合式(HybridStepping,HS)。
反应式
由软磁材料制成的定子上有绕组和转子。结构简单,成本低,步距小,可达1.2。°、但是动态性能差,效率低,发热大,可靠性难以保证。
永磁式
由永磁材料制成的永磁式步进电机转子,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好,输出扭矩大,但电机精度差,步矩角大(一般为7.5)°或15°)。
混合式
混合式步进电机结合了反应式和永磁式的优点。它的定子上有多相绕组,转子上有永磁材料,转子和定子上有多颗小齿,以提高步矩精度。其特点是输出力矩大,动态性能好,步距角小,但结构复杂,成本较高。
根据定子上的绕组,共有两相、三相、五相等系列。最为流行的是两相混合式步进电动机,其市场份额约占97%,其原因是性价比高,配有细分驱动器后效果好。这种电动机的基本步距为1.8°步行,配合半步驱动后,步行距角降至0.9。°,配有细分驱动器后,其步距可以细分256倍(0.007)°/微步)。实际控制精度因摩擦力和制造精度而略低。为了改变精度和效果,同步进电机可以配备不同细分的驱动器。
步进电动机的种类及特点
如何选择步进电机和驱动器?
确定需要多少力矩:静态扭矩是选择步进电机的主要参数之一。当负荷较大时,需要使用大扭矩电机。当扭矩指数较大时,电机的形状也较大。
判断电机运行速度:转速要求高时,应选择相电流大、电感小的电机,以增加功率输入。并且在选择驱动器时使用较高的电源电压。
电机安装规格的选择:如57、86、110等,主要与扭矩要求有关。
确定定位精度和振动的要求:判断是否需要细分,需要多少细分。
驱动器是根据电机的电流、细分和电压选择的。