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步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機,是現代數字程序控制系統中的主要執(zhí)行元件,應用極為廣泛。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。
我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步,七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段,新品種和高性能電機不斷開發(fā),目前,隨著科學技術的發(fā)展,特別是永磁材料、半導體技術、計算機技術的發(fā)展,使步進電機在眾多領域得到了廣泛應用。
步進電機從其結構形式上可分為反應式步進電機(Variable Reluctance,VR)、永磁式步進電機Permanent Magnet,PM)、混合式步進電機(Hybrid Stepping,HS)、單相步進電機、平面步進電機等多種類型,在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。步進電機的運行性能與控制方式有密切的關系,步進電機控制系統從其控制方式來看,可以分為以下三類:開環(huán)控制系統、閉環(huán)控制系統、半閉環(huán)控制系統。半閉環(huán)控制系統在實際應用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統中。
步進電機主要分類
反應式:定子上有繞組、轉子由軟磁材料組成。結構簡單、成本低、步距角小,可達1.2°、但動態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大,可靠性難保證。
永磁式:永磁式步進電機的轉子用永磁材料制成,轉子的極數與定子的極數相同。其特點是動態(tài)性能好、輸出力矩大,但這種電機精度差,步矩角大(一般為7.5°或15°)。
混合式:混合式步進電機綜合了反應式和永磁式的優(yōu)點,其定子上有多相繞組、轉子上采用永磁材料,轉子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態(tài)性能好,步距角小,但結構復雜、成本相對較高。