《電子技術(shù)應(yīng)用》
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簡述步進(jìn)電機(jī)原理

2017-10-27

所謂步進(jìn)電動機(jī)就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu);更通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。

步進(jìn)電機(jī)廣泛用于數(shù)控機(jī)床、自動送料機(jī)、軟盤驅(qū)動器的馬達(dá)、打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備中。

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所謂步進(jìn)電動機(jī)就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu);更通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機(jī)的角位移量,從而達(dá)到精確定位的目的;同時還可以通過控制脈沖頻率來控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。目前,比較常用的步進(jìn)電動機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電動機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電動機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電動機(jī)等。

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步進(jìn)電動機(jī)和普通電動機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式,正是這個特點(diǎn),步進(jìn)電動機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。但步進(jìn)電動機(jī)在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電動機(jī);所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場合。由于步進(jìn)電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和成本低的特點(diǎn),所以步進(jìn)電動機(jī)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個領(lǐng)域;尤其是在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域,由于步進(jìn)電動機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換,能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移,所以一直被認(rèn)為是最理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。

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此外,步進(jìn)電動機(jī)也存在許多缺陷;由于步進(jìn)電機(jī)存在空載啟動頻率,所以步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度時就無法啟動,并伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大,細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制;并且,步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時有較大的振動和噪聲。

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雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計算機(jī)等許多專業(yè)知識。

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目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少,但具有專業(yè)技術(shù)人員,能夠自行開發(fā),研制的廠家卻非常少,大部分的廠家只一、二十人,連最基本的設(shè)備都沒有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。


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