电机心脏跳动步进电机工作原理与结构图解

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,通常称为相;转子带有永磁体或铁芯,称为极。当电流通过定子的线圈时,便产生一个磁场,与转子上的极相互作用,使得转子发生旋转,这个旋动角度由电流施加方式和相互作用决定。

其次,由于步进电机按照固定的步距运动,每次施加电流使得转子旋转一个固定的角度。这通常由结构和绕组决定,并分为单相和多相两种类型。单相步进只需一个线圈来产生磁场,而多相步进有多个线圈,可以控制更高的精度。

尽管已被广泛应用,但需要特殊控制系统才能使用,如双环形脉冲信号、功率驱动电路等,因此用好并非易事。

二、与伺服电机的不同之处

控制精度不同:

步进器一般在2°左右。

伺服系统则依赖编码器提供360°/10000=0.036°精度。

矩频特性不同:

步进器输出力矩随速下降且在较高速急剧下降。

伺服则恒力矩输出,即从额定速度开始便可输出最大力矩。

过载能力不同:

运行性能不同:

步进开环控制容易丢失同步或过冲。

伺服闭环系统可修正丢失脉冲及避免堵车情况,更可靠。

加速度性能差异:

步进需要数百毫秒至几千毫秒从静止到达工作速。

伺服仅需几毫秒即可达到3000RPM,从而适合快速启停需求。