导语:步进电机,以其独特的控制方式,成为了自动化领域不可或缺的组成部分。与传统直流电动机相比,它在精准定位、高转矩和高效能方面展现出显著优势。步进电机的工作原理可以被概括为磁场交互与电流施加两个关键环节。
一、步进电机工作原理
首先,通过磁场交互产生转动,这涉及到定子和转子的协同作用。在这两部分中,定子由线圈构成,而这些线圈固定于外部,被称作相;而转子则是带有永磁体或铁芯,通常称作极。当通过定子的线圈供给电流时,就会激发一个磁场,这个磁场会与转子上的极进行相互作用,从而产生力矩,使得转子旋转。这次旋转的角度取决于施加的电流方式及其与相互作用方式之间的配合关系。
其次,步进电机利用电流施加来实现精确控制。它通常以固定的步距运动,即每次施加不同强度的电流都会使得轴向前移动一个固定的角度。这一步距往往由机械结构以及线圈绕组决定。一般来说,可以将其分为单相和多相两种类型。在单相步进系统中,只需要一个线圈就能产生足够强烈的地磁场,因此每一次提供不同的输入信号,都能够使轴体完成指定角度的一次移动。而多相系统则包含了几个这样的线圈,并依序接收信号以控制轴体旋转。此类多相系统在性能上更具优势,如拥有更高的扭矩值和精确性。
尽管步进技术已广泛应用,但它们并不能像普通直流或者交流式驱动器那样简单使用。它们必须配备双环形脉冲信号、功率驱动等电子设备才能正常运行。而且,由于涉及机械、电子、计算等众多专业领域,其操作不仅考验技术,还需要深厚知识储备。
目前市场上生产此类产品的人数虽然众多,但真正掌握自主研发能力并配备必要设施的人数却少之又少,大都停留在模仿阶段,对用户造成了一系列挑战。本文旨在以感应子式作为示例详细阐述其基本工作原理,以期对选型、使用以及整合改良过程中能提供帮助。
二、步进motor与伺服motor有什么区别?
控制精度差异
步進電機(如兩相混合式)通常具有較大的單獨轉動間隔,比如1.8°。
伺服電機則通過軸後端上的編碼器來實現微小單位轉動(例如0.036°)。
短時過載特性差異:
步進電機輸出的力矩隨著增加轉速而下降,並且當轉速達到較高時會急劇下降。
伺服電機則可保持恒力矩輸出,在一定範圍內即便於額定轉速以下也能維持額定力矩水平。
短時過載能力差異:
運行性能差異:
步進系統為開環系統,這意味著無法直接修正丟失的心跳數據,如果未經適當處理升/降速度可能導致丟點或堵転的情況發生。此外,在停止階段如果沒有恰當調整可能會導致過衝情況發生。
另一方面,因為伺服驅動系統是閉環系統,它們可以自動對回饋訊號進行採樣並修正任何誤差,這種設計大大提高了穩定性並減少了錯誤可能性。在堵転情況下它們也能夠給予反饋,並且因為它們是開環系統,所以不太容易遇到丟點問題。
加速度响应性能:
总结来说,不同类型的驱动器各有特色,他们适用于不同的应用环境。选择哪一种取决于具体需求和预算范围内可接受的一些限制条件。如果你正在寻找一个既具有高度精确定位能力,又能够承受较高负载情况下的解决方案,那么考虑采用伺服驱动器将是一个明智之举。但若是在要求灵活调整位置但负载较轻的情况下,则简单易用的step motor就会成为最佳选择。在实际工程项目实施中,我们应该根据实际需求全面评估各种选项,并做出最优选择,以达到最佳效果。