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            步進電機的用途及優勢特點

            文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機 人氣:13075發表時間:2020-11-11
            一、步進電機的用途
            隨著自動控制系統和計算裝置的不斷發展,在普通旋轉電機的基礎上產生出多種具有特殊性能的小功率電機,它們在自動控制系統和計算裝置中分別作為執行元件、檢測元件和解算元件,這類電機統稱為控制電機。顯然,從基本的電磁感應原理來說,控制電機和普通旋轉電機并沒有本質上的差別,但普通旋轉電機著重于對啟動和運行狀態的力能指標的要求,而控制電機則著重于特性的高精度和快速響應。
            各種控制電機從它們的外表看差不多都是一一個圓柱體,中間有一根轉軸, 體積- -般都比較小,因此控制電機是一種微電機。從它們完成的任務來看,各種控制電機又各不相同,有的用來帶動自動控制系統中的機構運動,有的用來量測機械轉角或轉速,有的可以進行三角函數運算,有的可以進行積分或微分運算等。
            各種控制電機的用途和功能盡管不同,但基本上可劃分為信號元件和功率元件兩大類。凡是用來轉換信號的都為信號元件,又稱為量測元件:凡是把信號轉換成輸出功率或把電能轉換為機械能的都為功率元件,又稱為執行元件。若以電源分類,控制電機有直流和交流步進電機是一種用電 脈沖信號進行控制,并將電脈沖信號轉換成相應的角位移(或線位移)的一種控制電機。步進電機又稱為脈沖電機。
            一般電機都是連續旋轉的, 而步進電機則是一- 步一步轉 動的,它是由專用電源供給電脈沖,每輸人一個電脈沖信號,電機就轉過個角度, 如圖1-1所示。步進電機也可以直接輸出線位移,每輸人一.個電脈沖信號,電機就走一段直線距離。它可以看成是一種特殊運行方
            步進電機的運動形式與普通勻速旋轉的電機有一定的差別,它的運動形式是步進式的,所以稱為步進電機。又因其繞組上所加的電源是脈沖電壓,有時也稱它為脈沖電機。
            由于步 進電機是受脈沖信號控制的,所以步進電機不需要變換,就能直接將數字信號轉換成角位移或線位移,因此它很適合于作為數字控制系統的伺服元件。
            步進電機的用途及優勢特點
            二、步進電機的種類
            步進電機的種類很多,按運動形式分有旋轉式步進電機、直線步進電機和平面步進電機。按運行原理和結構形式分類,步進電機可分為反應式、永磁式和混合式(又稱為感應子式)等。按工作方式分類,步進電機可分為功率式和伺服式,前者能直接帶動較大的負載,后者僅能帶動較小負載。其中反應式步進電機用得比較普遍,結構也較簡單。
            當前最有發展前最的是混合式步進電機,其有以下四個方面的發展趨勢:繼續沿著小型化的方向發展:改圓形電機為方形電機:對電機進行綜合設計:向五相和三相電機方向發展。

            三、步進電機的特點
            (1)步進電機的優點
            ①步進電機的角位移量(或直線位移量)與電脈沖數成正比,所以步進電機(或線速度)也與脈沖頻率成正比,在步進電機的負載能力范圍內,其步距角和轉的受電壓波動和負載變化的影響,也不受環境條件如溫度、氣壓、沖擊和操動等影制建)脈沖頻率有關。因此,步進電機適于在開環系統中作執行元件。
            ②步進電機控制性能好,通過改變脈沖頻率的高低就可以在很大范圍內調節的轉速(或線速度),并能快速啟動、制動和反轉。若用同一領率的脈沖電電機時,它們可以同步運行。
            ③步進電機每轉一 周都有固定的步數,在不丟步的情況下運行,其步距誤差不會比積累,即每一步雖然有誤差,但轉過一周時,累積誤差為零。這些特點使它完全控制的開環系統中作為伺服元件,并使整不系統大為簡化,面又運行可靠。當采用位置檢測裝置后,它也可以用于閉環系統中。
            ④有些類型的步進電機在停止供電狀態下還有定位轉矩,有些類型的步進電機后某些相繞組仍保持通電狀態,也具有自鎖能力,不需要機械制動裝置。
            ⑤步進電機的步距角變動范圍較大,在小步距角的情況下,往往可以不經減速器面在
            由于以上這些特點,步進電機日益廣泛地應用于數字控制系統中,例如數控機床、經圖機、自動記錄儀表、數/模轉換裝置以及航空、導彈、無線電等工業中。
            (2)步進電機的缺點
            步進電機的主要缺點是效率較低,并且需要配上適當的驅動電源供給電脈沖信號.一般來說,它帶負載慣量的能力不強,在使用時既要注意負載轉矩的大小,又要注意負載轉動慣量的大小,只有當兩者選取在合適的范圍時,步進電機才能獲得滿意的運行性能。此外,共振和振蕩也常常是運行中出現的問題,特別是內阻尼較小的反應式步進電機,有時還要加機械阻尼機構。
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