揭秘伺服电机与步进电机的核心差异探索步进电机主要构造之谜

  • 科研进展
  • 2025年05月19日
  • 在步进电机的核心构造中,硅钢片叠合而成的定、转子铁心是其基础。定子上装有六个磁极,每两个相对磁极配备同一相绕组,形成星形控制绕组;转子铁心仅拥有四个齿,其宽度与定子极靴宽度相同。然而,由于制造工艺限制,步距角受限于有限的转子齿数和运行拍数,使得步进电机具有一定的固有步距角和较低的分辨率。 这些局限性导致了振动、噪音以及疲劳损伤问题,在高要求场合只能通过闭环控制来弥补,这增加了系统复杂性

揭秘伺服电机与步进电机的核心差异探索步进电机主要构造之谜

在步进电机的核心构造中,硅钢片叠合而成的定、转子铁心是其基础。定子上装有六个磁极,每两个相对磁极配备同一相绕组,形成星形控制绕组;转子铁心仅拥有四个齿,其宽度与定子极靴宽度相同。然而,由于制造工艺限制,步距角受限于有限的转子齿数和运行拍数,使得步进电机具有一定的固有步距角和较低的分辨率。

这些局限性导致了振动、噪音以及疲劳损伤问题,在高要求场合只能通过闭环控制来弥补,这增加了系统复杂性,从而严重限制了步进电机作为优良开环控制元件的应用。细分驱动技术则为改善这些缺点提供了一种有效途径。

该技术自20世纪中叶以来逐渐发展,最终在90年代达到成熟。在这期间,我国也进行了大量研究,并且取得了显著成果。这项技术主要应用于工业、航天、机器人及精密测量领域,如光学跟踪仪等设备,它们利用细分驱动技术提高了电机性能,使其不再受限于传统步距角,为产品设计带来了灵活性。

目前,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成为常见的控制方式,这些方法大幅提升了步进电机的运行精度,使其向高速、高精度方向发展。

反应式和永磁式步进电机都是广泛使用的一类,但它们之间存在明显差异。反应式步进电机会利用外部交替信号来产生磁场并控制转子的运动,而永磁式则依赖固有的永磁体来推动物体运动,不需要外部供给能源。此外,由于结构简单成本低,反应式适用于一些经济型应用;而永磁由于具有更高的精度因此在特定领域更为普遍。但同时它也因为需要更多元件以维持稳定的运作成本较高。

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