News center
新闻资讯

反应式步进电机的工作原理详解

信息来源:深圳市嘉扬科技有限公司
添加时间:2025-7-1

反应式步进电动机也叫磁阻式(BF)步进电动机.其定子、转子均由软磁材料冲制、迭压而成。定子上安装多相励磁绕组,转子上无绕组,转子圆周外表面均匀分布若干齿和槽。定子上均匀分布若干个大磁极,每个大磁极上有数个小齿和槽。

步进电动机的输入电源是一种脉冲电压,有一个输入脉冲,电动机转过一个固定角度。它是一种“一步一步”地转动的电动机,其转过的角度与输入的电脉冲个数严格地成比例,故因此而得名。改变输入其脉冲的频率,就可以在很广的范围内平滑连续地调整输出转速。它还是目前唯一能进行开环控制的执行电器,广泛用于简易经济性数控装置的改造和设计中。

步进电动机的有关术语:

相数:电动机定子上有磁极,磁极对数为相数,如图1有六个磁极,为三相步进电动机。五相步进电动机则有十个磁极。

拍数:电动机定子绕组每改变一次通电方式,称为一拍。

步距角:转子经过一拍转过的空间角,用符号a表示。

齿距角:转子上齿距在空间的角度。如转子上有N个齿、齿距角=360°/N。

步进电动机由定子和转子组成,定子上的磁极和转子都有齿,定子磁极上的磁宽和磁槽必须和转子上的磁宽和磁槽相等。

图1为径向反应式步进电动机结构原

理示意图,它的定子上有6个磁极,极距角为60°、每个磁极都看作是一个齿。每个磁极上都装有控制绕组,形成A、B、C三相绕。转子上均匀地分布着四个齿,每个齿宽与定子磁极极靴的宽度完全一样,齿距角为360°/4=90°。因磁通总是要沿着磁阻最小的路径闭合,所以当某相的绕组例如A相绕组第一个通电时.使转子齿1、3和定子A相磁极对齐,这时电动机的其他两相(B相、C相)的磁极分别和转子上的齿产生一个角度,把它叫作错齿,错齿角是转子齿距角的三分之一,即30°。当A相绕组断电,B相绕组通电时,同样磁通沿着最小磁阻路径闭合、转子逆时针旋转30°,使转子齿2、4与B相磁极相对齐。此时转子1、3齿和A相、C相产生30°的错齿。若再使B相断电,C相通电,则转子再逆时针旋转30°,使转子齿1、3和C相对齐。若再使C相断,A相通电,则由于仍有错齿,则使2、4齿和A相磁极对齐,转子转了一个齿距角90°,回到了刚开始的状态。如果按这种通电顺序通电,电动机便会按一定的方向转动,这即是反应式步进电动机的基本工作原理。其转速决定于电源通断的变化频率,运转方向决定于电源通断顺序。从上述工作原理可看出,步进电动机能步进旋转的根本原因在于转子齿和每相定子磁极齿错开1/m齿距。对三相步进电机,当转子齿和某相(如A相)对齐时,则和另外两相(B相、C相)分别向前和向后产生l/3的错齿。错齿,实际上就是定子相邻磁极的磁极距所占的齿距数不是整数,如上述转子上有四个齿,齿距角为90°,而相邻磁极的极距角为60°,60°所占的齿距角为2/3,不是整数,结构上的这种错齿才能使步进电动机在电脉冲作用下产生转动。错齿角的大小决定着步距角的大小,步距角小才能提高加工精度。实际中采用的步进电动机转子齿数基本上由步距角的要求决定,齿数多,步矩角少。但为了实现错齿,转子齿数不能为任意值。某一极下若定子和转子齿对齐,则要求应错开转子齿距的1/m(m为相数),转子齿应符合的条件为:z=2m(k±1/m)

式中m-相数,

k-1,2,3,…正整数。

例如三相步进电动机、取转子齿数为40个,上式取z=2m(k±1/m),k取7,等式成立。说明转子齿数取40个满足错齿的要求,步进电动机的结构是合理的。

步进电动机的步距角a由下式决定:a=360°/mzc

式中z-转子齿数;

m-相数;

c-系数,c=1或2。系数c与步进电动机的通电方式有关。当相邻两拍接通的定子的极数相同时,c=1;不同时,c=2。360°/mz为定子相对转子错开的齿距角。

步进电动机的转速n(r/min)与通电频率f成正比。即

n=60a°/360°=60f/mzc(r/min)

当步进电动机经过传动比为i(i=z1/z2),驱动丝杠螺距为t的传动系统时,脉冲当量δ(mm/脉冲)为:δ=tai/360°=ti/mzc

步进电动机相数和齿数越多,步距角越小、脉冲当量也越小。加工精度可以提高,但电源也复杂。目前比较小的步距角常为0.75°,脉冲当量常为0.01mm。常用相数为3相或5相,最多为6相。

步进电动机有单拍、双拍、单双拍几种不同的通电方式,以三相步进电动机为例:

(1)三相单三拍通电方式:每次只有一相通电,按A→B→C→A顺序循环通电。由于每次只有一相通电,在绕组通电切换的瞬间,电动机将失去自锁转矩因而稳定性较差。步距角系数c=l。

(2)三相双三拍通电方式:每次都是同时两相通电、按AB→BC→CA→AB顺序循环通电。由于每次有两相通电,切换时不失去自锁转矩,稳定性较好。步距角系数c=1。

(3)三相单双三拍(六拍)通电方式:即按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序通电,仍具有较好的稳定性;同时因转一个齿距是六拍,故步距角是其他两种的一半,即步进角系数c=2。

热销产品推荐
步进电机相关行业资讯推荐
1、在买步进电机时需先了解其的什么性质
2、步进电机发热的原因
3、与异步电机相比步进电机的效率更高
4、步进控制器的原理和维修
5、如何防止电机损伤及保护电机的方法
6、为确保步进电机应用安全需要大家留意的情况
7、现场操作使用混合式步进电机驱动器
8、防爆电机安全性能指标
9、“脉冲当量”与步进电机“步距”不是一个概念
10、防爆电机的转矩
11、步进电机过热怎么解决
12、伺服电机的正确选型
13、步进电机驱动器可防电磁干扰
14、离心风机的平稳性可以通过哪些手段来实现
15、在这两个方面都比较低的步进电机大家才更应该选择
16、中空轴步进电机的选择“标杆”
17、无刷电机在烟雾净化系统领域上的应用
18、特种步进电机
19、汽车领域电制动系统必将取代传统制动系统
20、台湾修订防爆电动机强制性检验标准
21、这样进行步进电机的选择比较好
22、东方步进电动机驱动器原理与检修
23、木工雕刻机如何使用脉冲指令控制步进电机的
24、中空轴步进电机的声音控制解读
25、什么是步进电机
26、测量直流无刷电机工作温度的常见问题方法有哪些
27、步进电机和减速电机用作机器人的动力,各自有什么优缺点
28、步进电机5种驱动方法的利弊详细分析
29、离心风机的概述
30、防爆电机各种故障及其排除和维护
31、直流无刷电机进行定期维护和保养工作方法
32、闭环步进电机在工业自动化领域的应用
33、运动控制卡连接伺服电机的一般步骤
34、防爆电机两相运行的故障和保护
35、变频器产生震动和噪音的原因及解决措施
36、关于步进电机使用寿命的相关问题
37、怎么选择齿轮减速电机
38、步进电机的技术说明
39、调价通知!
40、气体爆炸危险场所内区域等级的判断方法
41、步进电机开环伺服系统
42、直线步进电机对混泥土输送泵的影响
43、步进电机市场发展格局分析
44、直流无刷电机与驱动器/控制器怎么接线?
45、选购步进电机时要注意的两个重点问题
46、步进电机的高压的防爆装置
47、步进电机的分类
48、步进电机发烫,正常温度范围是多少
49、步进电机驱动器的驱动控制原理
50、电机是中国制冷技术行业的一个重要缩影
上一篇:    交直流伺服电机技术的行业应用现状分析
下一篇:    防爆伺服电机价格是否就能决定防爆电机品质?
联系我们
 
电话:0755-27080712
邮箱:wsb@sz-jayng.com
地址:深圳市光明区公明镇新庄社区将石路大围同富工业区E栋2楼
深圳市嘉扬科技有限公司版权所有    粤ICP备2024172765号