步進(jìn)電機(jī)是一種脈沖控制的執(zhí)行元件,可將輸入脈沖轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移。每給步進(jìn)電機(jī)輸入一個(gè)脈沖,其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,稱為步距角。
脈沖數(shù)量——位移量
脈沖頻率——電機(jī)轉(zhuǎn)速
脈沖順序——方向
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,工作可靠。
缺點(diǎn):容易失步(尤其在高速、大負(fù)載時(shí)),影響定位精度,在低速時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)(但恒流斬波驅(qū)動(dòng)、細(xì)分驅(qū)動(dòng)等新技術(shù)的綜合應(yīng)用,明顯提高了定位精度,降低了低速振動(dòng)。)。
應(yīng)用:要求一般的開環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。
步進(jìn)電機(jī)工作原理
按電磁吸引原理工作(以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例)。
反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子上有磁極,每個(gè)磁極上有激磁繞組,轉(zhuǎn)子無繞組,有周向均布的齒,依靠磁極對(duì)齒的吸合工作。兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相。
步進(jìn)電機(jī)的工作方式(通電順序)可分為三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。
1)三相單三拍工作方式
三相繞組聯(lián)接方式:y型
三相繞組中的通電順序?yàn)?br>也可以為
三相單三拍的特點(diǎn):
(1)每來一個(gè)電脈沖,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30°。
(2)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序。
(3)每次定子繞組只有一相通電,在切換瞬間失去自鎖轉(zhuǎn)矩,容易產(chǎn)生失步,只有一相繞組產(chǎn)生力矩吸引轉(zhuǎn)子,在平衡位置易產(chǎn)生振蕩。
2)三相六拍工作方式
通電順序?yàn)?br>
a→ab→b→bc→c→ca→a…(逆時(shí)針)
a→ac→c→bc→b→ba→a…(順時(shí)針)
每步轉(zhuǎn)過15°,步距角是三相三拍工作方式的一半。
三相六拍的特點(diǎn):電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中始終有一相定子繞組通電,運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。
3)雙三拍工作方式
定子繞組通電順序?yàn)?br>
ab→bc→ca→ab…(轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))
ac→cb→ba→…(轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn))
有兩對(duì)磁極同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子的兩對(duì)齒進(jìn)行吸引,每步仍旋轉(zhuǎn)30°。
雙三拍的特點(diǎn):始終有一相定子繞組通電,工作比較平穩(wěn);避免了單三拍通電方式的缺點(diǎn)。
實(shí)際上步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)很多,齒數(shù)與步距角關(guān)系?
例如:轉(zhuǎn)子40個(gè)齒,定子仍是 3對(duì)磁極,三相六拍。問步距角是多少?