探究步进电机构造之秘密它们与同步电机与异步电机的区别又有何不同
导语:步进电机的核心构造由硅钢片精密叠合而成,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,但没有单独的绕组。 一、步进电机的基本架构与局限性 步进电机因受制于制造工艺限制,其步距角受转子齿数和运行拍数共同决定,但这两个参数都有限,因此步进电机通常具有一定的固有步距角,分辨率较低且不灵活,对于在低频下运行时可能导致振动和噪音问题,使得物理设备容易疲劳或损坏。这些不足使得步进电机只能适用于需求较为简单的环境,而对于高要求场合,则需采取闭环控制策略,从而增加系统复杂性,这些缺点严重限制了其作为优良开环控制器件的应用潜力。细分驱动技术在一定程度上有效克服了这些局限性。 细分驱动技术是20世纪中期以来发展起来的一种能够显著提升步进电机综合性能的创新方法。在此之后,该技术经历了近30年的快速发展,最终在90年代达到成熟阶段。我国对该技术研究时间与国际接轨无差别。 进入90年代中期,该技术迎来了更大飞跃,并广泛应用于工业、航天、机械人及精密测量领域,如卫星追踪用的光学经纬仪、军事装备以及通讯设备等,以至于将电机的相数从原有的固定值解放出来,为产品设计带来了巨大的便利。目前,在细分驱动方面,我们采用斩波恒流调速、脉冲宽度调制及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效率,使其向高速、高精度方向不断发展。
二、新型反应式与永磁式微调器之比较
新型反应式与永磁式微调器都是常见类型,它们之间主要区别体现在工作原理和结构设计。
反应式微调器利用异步发电机原理,将定子的绕组划分为多个部分,并通过电子元件(如晶闸管)来控制产生在转子的磁通,从而实现微调整运动。这类微调器具有长寿命、高可控性,但由于每次移动角度较小,同时扭矩稳定性的不足,是难以满足某些特定应用需求。
另一方面,永磁式微调器依赖外部交替信号产生固定强度的地场,然后让转子根据地场作用进行旋转操作。这类微调器结构简单成本低,但是因为它们需要外部信号支持,所以在低速运作时可能会出现稳定性问题并伴随着噪声问题。
总结来说,不论是反应式还是永磁式,都各有所长,也各自存在缺陷,其选择应基于具体使用场景来确定,以确保最佳效果。