电机技术期刊深入剖析步进电机核心构造之谜
步进电机的核心构造揭秘:硅钢片叠层与精密磁极绕组的巧妙结合
在步进电机的设计中,定子和转子的铁心部分都是由硅钢片精心叠加而成。定子的上方配备了六个精确制定的磁极,每对相邻的磁极都共享同一相绕组,形成三相并行配置,以实现高效率的控制。这些控制绕组通过星形布局来提高整体性能,而转子上的铁心则仅拥有四个齿槽,其宽度恰好等于定子上的每个磁极靴。
然而,由于制造工艺限制,步进电机在步距角方面存在固有的局限性,这使得其分辨率较低且缺乏灵活性。在低频运行时,它们往往会产生更多振动和噪音,对物理设备造成更大的疲劳或损伤。这些不足之处导致步进电机只能适用于要求不高的情况,并且为了应对这种限制,有必要采用闭环控制策略,这增加了系统复杂性,从而严重地限制了其作为优质开环驱动器件的应用潜力。
细分驱动技术为解决这些问题提供了一种有效途径。这项技术自20世纪中叶以来就在不断发展,尤其是在90年代后期达到成熟阶段。在这期间,我国也积极参与到这一技术研究中,与国际先进水平相当。此技术广泛应用于工业、航天、机器人以及精密测量领域,如卫星跟踪光学仪器、军事装备以及通讯设备等,使得电机无需受限于步距角,从而为产品设计带来了巨大便利。
目前,在细分驱动方面,我们已经采用斩波恒流驱动、脉冲宽度调制驱动以及电流矢量恒幅均匀旋转驱动等多种控制策略,大大提升了步进电机的运行准确性,让它们能够向高速、高精度方向发展。
至于反应式和永磁式步进电机,它们各自有不同的工作原理和结构特点。反应式类型依赖外部交替信号生成磁场,而转子则是基于这个变化进行旋转。而永磁式则利用固定的永磁体与定子间接触产生运动,不需要外部供给。但两者各有所长,也有所短,选择哪一种取决于具体应用需求。