揭秘电机的基本工作原理步进电机主要构造大揭秘

  • 科研进展
  • 2025年05月19日
  • 在步进电机的世界里,硅钢片叠成的铁心构成了其核心定、转子结构。定子的磁极数量通常为六个,每两个相对磁极之间共享同一相绕组,三相绕组巧妙地形成了星形控制绕组。而转子上仅有四个齿,其宽度与定子上的极靴宽度完全相同。 步进电机由于受到制造工艺限制,其步距角由转子齿数和运行拍数决定,这两者都有其固定的范围,因此步进电机所能达到的分辨率较低,在一些要求不高的应用场合下,它们足以满足需求

揭秘电机的基本工作原理步进电机主要构造大揭秘

在步进电机的世界里,硅钢片叠成的铁心构成了其核心定、转子结构。定子的磁极数量通常为六个,每两个相对磁极之间共享同一相绕组,三相绕组巧妙地形成了星形控制绕组。而转子上仅有四个齿,其宽度与定子上的极靴宽度完全相同。

步进电机由于受到制造工艺限制,其步距角由转子齿数和运行拍数决定,这两者都有其固定的范围,因此步进电机所能达到的分辨率较低,在一些要求不高的应用场合下,它们足以满足需求。但在需要更高精度和灵活性的场合中,闭环控制方案就显得必要了,而这增加了系统的复杂性,从而严重限制了这些开环控制器件的使用。此外,由于振动和噪音问题,物理装置可能会疲劳或损坏,这些缺点是无法忽视的。

然而,一种名为细分驱动技术的创新方法逐渐克服了这些局限。这项技术源远流长,可以追溯到美国学者在20世纪中期提出的首次细分步距角控制方法。随着时间的推移,该技术得到了进一步发展,并在90年代达到成熟。在这一时期,我国也开始对此进行研究,与国际接轨。

细分驱动技术特别是在工业、航天、机器人以及精密测量领域取得突破,如用于跟踪卫星的小型光电经纬仪、军事设备及通讯设备等。在这些领域内,不受步距角限制,使得产品设计更加灵活。目前,以斩波恒流驱动、脉冲宽度调制驱动以及电流矢量恒幅均匀旋转驱动等方式来提高步进电机运行精度,使它们能够向高速且精密化方向发展。

反应式和永磁式步进电机会分别采用异步原理和永磁原理工作,但它们各自也有各自独特之处。反应式类型利用电子元件如晶闸管来产生变换器效应实现运动,同时具有良好的可控性但不足之处是扭矩稳定性较差。而永磁式则依赖固定永久磁体来提供推力,无需外部供给,但成本通常较高。此外,它们各自都面临不同的挑战,如低速运行时稳定性问题或难以控制的问题,对于选择适合特定应用场景的一种类型至关重要。

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