探究步进电机的主要构造有哪些并揭示其电机的主要作用
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,三相绕组巧妙地配置为星形控制绕组;转子铁心则是四齿结构,没有任何绕组,只有四个齿,其宽度与定子极靴完全匹配。
一、步进电机的主要特性
步进电机受到制造工艺限制,如转子齿数和运行拍数决定了其固定的步距角,这导致分辨率低、缺乏灵活性。在低频运作时,振动问题和较高的噪音会损害物理装置,从而严重限制了其在要求较高场合的应用。为了克服这些缺点,我们需要采用闭环控制,使得系统变得更加复杂。这也阻碍了步进电机作为优良开环控制元件的有效利用。细分驱动技术在一定程度上有效地解决了这些问题。
步进电机细分驱动技术自中期以来发展迅速,是美国学者首次提出并于美国增量运动控制系统及器件年会上发表的一种显著改善步进电机综合性能的驱动方式。在接下来的二十多年里,该技术得到了巨大发展,并在90年代达到成熟。我国对此领域研究起始时间与国外无异。
九十年代中期,该技术取得重大突破,并广泛应用于工业、航天、机器人以及精密测量等领域,如用于跟踪卫星光纤经纬仪、高端军用仪器通讯设备和雷达等设备。随着细分驱动技术普及,不受步距角限制,使产品设计更具便利性。目前,我们采用斩波恒流、脉冲宽度调制以及电流矢量恒幅均匀旋转等先进控制手段,大幅提高了步进电机运行精度,为中、小功率应用带来了高速且精密化发展。
二、反应式与永磁式步進電機之間差異
反应式與永磁式都是常見型號,它們區別主要體現在工作原理與結構設計。
反应式以异步電機原理為基礎,将定子絞組拆分為兩個或以上絞組,並通過電子元件(如晶閘管)調節轉子的產生磁通,以實現逐級運動。這種類型優點是使用壽命長且可控性好,但缺點是每級角較小,以及扭矩穩定性不佳。
反向運行時,由於無需外部交替電源來產生磁場,因此轉子的運動會受到固定永磁體所影響。而該類型因為不需要額外元件故結構簡單成本較低。但由於依賴交替電源生成磁場,在低速運行時可能會出現不穩定與噪聲問題。
另一方面,永磁式則使用固定的永久極來驅動轉子,因此無需外部供應。而該類型通常具有更高準確度並更好的控制性能,這使它們特別適合某些特殊應用。但其成本通常較高,因為需要更多元件以進行控制。
總結而言,這兩種都各有優劣,而且應根據具體情況選擇適合之類型。