导语:步进电机,作为一种特殊的电动机,其在自动化设备中的应用因其精准定位、高转矩、高效能等优势而广泛。步进电机的工作原理可以简化为磁场交互与电流施加两大方面。
一、步进电机工作原理
首先,通过磁场交互产生转动。它由两个主要部分构成:定子和转子。定子是由线圈组成,通常称为相,而转子带有永磁体或铁芯,被称作极。当通过定子的线圈施加电流,就会生成一个磁场。这股磁场与转子上的极相互作用,从而产生力矩,使得转子发生旋转,这个旋转的角度取决于施加的方式和相互作用方式。在每次施加中,步进电机通常按照固定的步距运动,即每次旋转一个固定的角度,这个步距由结构和绕组决定。
其次,由于控制需求不同,可以将步进电机分为单相和多相两种类型。单相只有一个线圈来产生磁场,因此每次施加都只会使得轴向前移动固定角度。而多相则拥有多个线圈,通过依序施加以控制轴的方向变化。此外,由于具有更高的输出功率及精确性,大多数应用中使用的是多相型。
尽管如此,不同于直流或交流驱动器,对于运用合适之处需谨慎考虑,因为它涉及机械、电子、计算机等领域专业知识。此外,在市场上虽然存在众多生产商,但真正掌握核心技术并能够自主研发的大型企业寥寥可数,大部分厂家仅停留在简单模仿阶段,这对用户来说造成了不小挑战。
二、步进motor与伺服motor有什么区别
控制精度差异显著
两者均可提供精细调整,但伺服系统内部编码器保证了更高级别。
对于绝大部分用户而言,无论是机械传递还是光学传感器所需位置精确性,都无法达到伺服系统物理层面所能达到的水平。
矩频特性不同
步进系统随着速度升高时力矩下降且迅速减弱,所以一般最高工作速度限制在0-900RPM之间。
伺服系统保持恒力矩输出,即从额定速度(1000-3000RPM)范围内始终提供额定力矩
过载能力差异
运行性能差异
控制方法不同开环闭环控制引起丢失/过冲问题解决方案也不同
加速时间性能差异明显
步進電機從靜止到額定轉速需要幾百毫秒,而伺服系統則僅需幾毫秒即可達到相同結果,這種快速啟動性能對於需要頻繁啟動停止的情況尤為重要。