探究步进电机的主要构造是否能够揭示其基本工作原理
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,但没有任何绕组。
一、步进电机的主要构造与局限性
步进电机受制造工艺限制,其步距角大小取决于转子齿数和运行拍数,这些数字有限,因此步进电机往往具备较大的固定的步距角,分辨率低、灵活性不足,在低频运作时振动明显,噪音较高,对物理装置造成疲劳或损坏。这些缺陷限制了其在高要求场合的应用,只能通过闭环控制增加系统复杂性。细分驱动技术在一定程度上克服了这些问题。
二、细分驱动技术的发展与应用
细分驱动技术自中期以来便不断演变,以美国学者为首在美国增量运动控制系统及器件年会提出改善步进电机性能的方法。随后二十多年,该技术得到了迅猛发展,上世纪九十年代达到成熟。在我国,本领域研究起始时间接近国际标准,并且九十年代中期取得了显著突破。此后,该技术广泛应用于工业、航天、机器人和精密测量等领域,如跟踪卫星用的光电经纬仪等设备,使得不再受限于步距角,从而为产品设计带来了巨大便利。
三、本质区别:反应式与永磁式步进电机
反应式与永磁式都是常见类型,它们之间主要差异体现在工作原理和结构。
反应式使用电子器件(如晶闸管)来产生转子的磁通以实现旋转,而优点是使用寿命长,可控性好,但由于每次旋转只移动一个小角度,因此适用范围有限。此外,由于依赖外部交替电源产生磁场,当运行速度慢时可能出现不稳定性和噪音问题。
永磁式则利用固定的永磁体来驱动转子,不需要额外供给功率,因而通常具有更高的精度和更好的控制性能。但是,由于需更多元件来维持固定磁场,其成本也相应提高。
总结来说,无论是哪种类型,都各有所长,也都存在缺陷,选择哪一种取决于具体应用需求。