探究步进电机的核心构成有哪些并揭示其电动机工作原理之谜
导语:步进电机的核心构造由硅钢片叠成,定子具六个磁极,每两个相对磁极共享同一相绕组,三相绕组星形连接作为控制绕组;转子铁心无绕组,只有四个齿,其宽度等于定子极靴宽。
一、步进电机的主要构造与不足
步进电机因制造工艺限制,如转子齿数和运行拍数决定的步距角有限性,因此其步距角通常较大且固定,分辨率低、缺乏灵活性,在低频运行时振动和噪音较高,对物理装置造成疲劳或损坏。这些缺点限制了其在高要求场合使用,并需闭环控制增加系统复杂性,这些问题被细分驱动技术所克服。
二、细分驱动技术发展简史
美国学者首次提出细分驱动控制方法并在增量运动控制系统及器件年会上展示。在接下来的几十年里,该技术得到了巨大发展。进入90年代,它已经成熟。我国研究此技术的时间与国外相当。
三、细分驱动技术应用及其影响
该技术主要应用于工业、航天、机器人和精密测量领域,如光电经纬仪、高精度军用仪器通讯设备等。随着斩波恒流调制及电流矢量均匀旋转控法的采用,大幅提高了步进电机运转精度,使其向高速且精密化方向发展。
四、三种不同类型步进电机比较分析
反应式与永磁式是两大常见类型,他们区别在于工作原理和结构。
反应式利用异步原理,将定子为多绕组,用电子元件产生磁通实现同步旋转,其优点是寿命长,可控性好,但由于外部交替源产生磁场因此扭矩不稳定且噪音较大。
永磁则依赖固定的永磁体,不需外部源,而具有更高精度性能但成本较高。
两者的选择取决于具体应用需求,各有优势。