电机与电器技术的步进之心默默运转

导语:步进电机,以其精准定位、高转矩、高效能的优势,被广泛应用于自动化设备。它的工作原理可以简述为磁场交互与电流施加。

一、步进电机工作原理

首先,通过磁场交互产生转动,包括定子和转子两部分。定子由线圈组成,通常称作相;转子带有永磁体或铁芯,称作极。当电流通过定子的线圈时,便产生一个磁场,与转子的极相互作用,形成力矩,使得转子发生旋转。这一旋转角度依赖于电流施加方式及相互作用方式决定。

其次,通过电流施加实现控制。步进电机以固定的步距运动,每次施加电流使得轉子旋轉一個固定的角度,这个步距由電機結構與線圈绕组決定。一般而言,可分為單相與多相兩種類型。在单相中,只需一个线圈产生磁场,因此每次施加都只会旋轉固定角度。而多相則有多個線圈,由於依序施加電流來控制轉子的運動,它們通常具有更高的轉矩與精度。

尽管步進電機廣泛應用,但並非像直流或交流電機般常規使用,它需要雙環形脈衝信號、功率驅動電路等組成控制系統才能使用。此外,其研發涉及到机械、电子、计算机等众多专业知识。

如今生产此类产品的厂家确实不少,但具备专业技术人员自行开发研制的却非常少,大部分仅有一至二十人且缺乏基本设备,从而陷入盲目仿制阶段,对用户造成诸多不便。本文将以感应式步進電機为例阐述其基本工作原理,以期对选型、使用及整机改进提供帮助。

二、步進電機与伺服電機之异同

控制精度不同。两、三相混合式步進電機典型间隔分别为1.8°和1.2°,一些高性能型号甚至可达更小值。

交流伺服系统则由轴后端编码器保证,其脉冲当量可达到360°/10000=0.036°。

矩频特性差异。在较高速度下,输出力矩随着速度降低急剧,而交流伺服系统在额定速度内恒力矩输出,无论何处均保持一定水平。

3-6., 过载能力运行性能响应差异

总结来说,在选择适合自身需求的驱动解决方案时,我们应当考虑所需精确程度,以及在不同环境下的稳定性和效率要求。此外,还需考虑是否需要快速启动和停止功能,以及预期最大负载情况下的表现,以便做出最佳决策并获得满意效果。