探究步进电机的主要构造有哪些浅入浅出电机节能技术之旅
导语:步进电机的核心构造由硅钢片精密叠层而成,定子上配备六个磁极,每对相邻磁极共享同一相绕组,三相绕组巧妙编织成星形控制组;转子铁心上则仅有四个齿,与定子极靴宽度一致,无需绕组。然而,由于制造工艺限制,步进电机的步距角受到转子齿数和运行拍数的影响,这导致其步距角通常较大且固定的缺点,以及分辨率低、灵活性不足等问题。在低频运行时,它们可能产生振动和噪音,对物理装置造成疲劳或损坏。此外,对于高要求场合,只能采取闭环控制,从而增加系统复杂性,这些缺陷严重限制了它们作为优良开环控制器件的应用。细分驱动技术在一定程度上克服了这些局限。
一步进电机细分驱动技术是在20世纪中叶发展起来的一种革命性技术,它显著提升了步进电机的综合性能。美国学者首次提出该方法,在随后的几十年里,该技术得到迅速发展,以至于到了90年代初已成熟。我国在这一领域也追赶得相当快。在90年代中期,该技术取得重大突破,并广泛应用于工业、航天、机器人和精密测量等领域,如光电经纬仪、高端军用设备以及通讯和雷达系统。细分驱动技术解除了步距角对相数的限制,为产品设计带来了巨大的便利。
目前,斩波恒流驱动、脉冲宽度调制驱动以及电流矢量恒幅均匀旋转驱动已经成为主流控制方式,大幅提高了步进电机的运行精度,使其能够向高速且精密化方向发展。
二、反应式与永磁式步进电机之差异
反应式与永磁式都是常见类型,其区别主要体现在工作原理与结构上。
反应式步进电机会利用异步原理,将定子绕组拆分为两个或多个部分,并通过电子元件(如晶闸管)来操控转子的磁通,从而实现微调运动。这类传感器具有长寿命、高可控性,但因扭矩稳定性较差及小型化难以实现,因此不太适用于某些特定的应用环境。而这种类型需要较少元件,因此结构简单成本低,但由于依赖交替源产生磁场,在低速运作时可能会出现不稳定及噪声问题。
另一方面,永磁式则使用固定的永久性的引力场来推迁换盘,所以无需外部功率输入。这类传感器通常表现出更高准确度并优越控制能力,因而在一些特殊需求下更受欢迎。但是,由于需要更多元件进行操作使其成本远高于其他形式,使得它对于一些用户来说不够经济实惠。
总结来说,不论是哪一种类型,都各自拥有优势与劣势,而选择最合适的手段将取决于具体情境下的需求。