步进电机是一种脉冲控制的执行元件,可将输入脉冲转换为机械角位移。每给步进电机输入一个脉冲,其转轴就转过一个角度,称为步距角。

脉冲数量——位移量

脉冲频率——电机转速

脉冲顺序——方向

优点:结构简单,价格便宜,工作可靠。

缺点:容易失步(尤其在高速、大负载时),影响定位精度,在低速时容易产生振动(但恒流斩波驱动、细分驱动等新技术的综合应用,明显提高了定位精度,降低了低速振动。)。

应用:要求一般的开环伺服驱动系统,如经济型数控机床的进给驱动。

步进电机工作原理

按电磁吸引原理工作(以反应式步进电机为例)。

反应式步进电机的定子上有磁极,每个磁极上有激磁绕组,转子无绕组,有周向均布的齿,依靠磁极对齿的吸合工作。两个相对的磁极组成一相。

步进电机的工作方式(通电顺序)可分为三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。

1)三相单三拍工作方式

 

三相绕组联接方式:Y型

三相绕组中的通电顺序为

 

也可以为

三相单三拍的特点:

(1)每来一个电脉冲,转子转过30°。

(2)转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序。

(3)每次定子绕组只有一相通电,在切换瞬间失去自锁转矩,容易产生失步,只有一相绕组产生力矩吸引转子,在平衡位置易产生振荡。

2)三相六拍工作方式

通电顺序为

A→AB→B→BC→C→CA→A…(逆时针)

A→AC→C→BC→B→BA→A…(顺时针)

每步转过15°,步距角是三相三拍工作方式的一半。

三相六拍的特点:电机运转中始终有一相定子绕组通电,运转比较平稳。

3)双三拍工作方式

定子绕组通电顺序为

AB→BC→CA→AB…(转子逆时针旋转)

AC→CB→BA→…(转子顺时针旋转)

有两对磁极同时对转子的两对齿进行吸引,每步仍旋转30°。

双三拍的特点:始终有一相定子绕组通电,工作比较平稳;避免了单三拍通电方式的缺点。

实际上步进电机转子齿数很多,齿数与步距角关系?

例如:转子40个齿,定子仍是 3对磁极,三相六拍。问步距角是多少?