步进电机原理 admin    17/07/04



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    永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)。 永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或1.5度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相、三相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度,混合式步进电机随着相数(通电绕组数)的增加,步进角减小,精度提高,这种步进电机的应用最为广泛。

永磁式(PM)

永磁步进

    永磁式步进电机又称感应式步进电机。它的转子是一个沿径向磁化的永磁体。左图所示为一个四相电机,ABCD四个线圈依次通电,产生一个旋转磁场,定子跟随磁场旋转

反应式(VR)

反应步进

    反应式步进电机的转子是一个软磁体,平时没有磁性。右图所示一个三相电机,定子有12个齿,转子有8个齿。A相通电时,转子同A齿对位,B相通电时转子逆时针方向旋转15度,同B齿对位,C相通电时,转子再向逆时针方向旋转15度,使C齿对位。

    依次对ABC循环通电,可以使电机循环运转下去。

混合式(HB)

混合步进

    图示混合式步进电机的定子上有八个绕有线圈的铁心磁极;八个线圈串接成A、B两相绕组,1、3、5、7为A组,2、4、6、8为B组;每个定子磁极边缘有多个小齿,一般多为五或六齿。齿间距同转子小齿间距一致。

混合步进磁路

    转子由两段有齿环形转子铁心、装在转子铁心内部的环形磁钢及轴承、轴组成。将环形磁钢沿轴向充磁,两段转子铁心的一端呈N极性,另一端呈S极性,分别称之为N段转子和S段转子。转子铁心的边缘加工有小齿,一般为50个,齿距为7.2°。两段转子的小齿相互错开1/2齿距。

    转子磁路如右图所示。

工作原理

混合步进电机工作原理

    (图a)初始状态,A相通电产生保持力矩。

    (图b)B相通电,定子磁场旋转90度,吸引转子旋转1/4齿距(30度)。

    (图c&d)/A 相通电、 /B相、 A相通电定子磁场各旋转90度,各吸引转子旋转1/4齿距(30度)。

    4步一个循环后共转过一个齿距120度,12步后转子旋转一周。



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