电机心脏揭秘步进电机的工作奥秘与基本知识

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和电流施加。

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,形成力矩使得转子旋转。这次旋转角度由电流施加方式及相互作用决定。

其次,步进电机通过电流施加实现控制。通常按照固定的步距运动,每次施加都会使得转子旋轉固定角度。这一步距由结构和线圈绕组决定。一般分为单相和多相两种类型。单相需一个线圈产生磁场,每次施加仅旋轉固定的角度,而多相可依次施加以控制更高精度。

尽管广泛应用,但步进电机不如直流、交流在常规使用中运用,它必须配备双环脉冲信号、功率驱动等系统方可使用,因此操作并不简单。

二、步进与伺服差异

控制精度不同。一、二、三 相混合式步进每个阶段约为1.8°/1.2°/0.9°;而伺服采用编码器确保更小误差。

矩频特性不同:

步进输出力矩随速下降且在较高速急剧下降。

伺服恒力矩输出,即内百分之五十以上都能保持额定力矩。

过载能力不同:

4-6点同上...

总结:虽然两者各有所长,但对用户来说追求最高精度可能是过头了,因为大多数机械传动或光传感器无法达到伺服那样的物理精度。而对于绝大多数应用来说,不必过于追求这方面的性能。在实际操作中还需要注意升降速问题以避免丢失或者堵车现象,并且考虑到开闭环控制的区别,以及速度响应性能等因素来选择最合适的设备。此文旨在帮助选型与改善整体性能,为技术人员提供参考资料。