电机的基本工作原理步进之谜解锁
导语:步进电机,以其精准定位、高转矩、高效能而闻名,广泛应用于自动化设备中。它的工作原理可以简化为磁场交互和电流施加两大方面。
一、步进电机工作原理
首先,通过磁场交互产生转动。定子由固定线圈组成,而转子带有永磁体或铁芯。当电流通过定子的线圈时,产生一个磁场,与转子上的极相互作用导致力矩,使得转子旋转。这次旋转的角度取决于电流施加方式和相互作用方式。每次施加电流都会使得转子以固定的角度旋转,这个角度由结构和绕组决定。
其次,通过电流施加实现控制。步进电机通常是按照固定的步距运动,即每次施加都使得传感器读数增加一个固定值。在单相步进中,每个脉冲都会导致一定的位置变化,而在多相步进中,由于多个线圈的依序激励,可以更精确地控制位置。此外,多相步进提供了更高的输出力矩和精度。
虽然步进已经广泛应用,但它不能像直流或交流电机那样使用,它必须配备双环形脉冲信号、功率驱动等控制系统才能正常运行,因此用好这一类产品并非易事,它涉及机械、电子及计算机等领域知识。此外,大部分制造商仅停留在仿制阶段,对用户造成不少困扰。本文将详细介绍感应式步进的基本工作原理,以期对选型、使用以及整体改善提供帮助。
二、不同之处
控制精度:两者均可达到很高水平,但伺服系统具有更小的最小单位(例如0.036°),适合需要极高位置分辨率的情况。
力矩频特性:伺服系统能够恒力矩输出,在额定速度范围内保持输出力矩,而随着速度升高,步进系统会出现明显下降。
过载能力:伺服驱动器可以处理过载情况,并且在遇到堵车时进行修正。
运行性能:伺服开环则不会丢失同步或发生过冲问题,因为它们有内部编码反馈环节来纠正任何误差。
速度响应性能:伺服系统远快于普通马达,从静止到最大速率只需几毫秒,是快速启动需求强烈的地方选择之选。