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采用高导磁材料构成齿状转子和定子,其结构简单,生产成本低,步距角可以
做的相当小,但动态性能相对较差。
2、永磁式步进电动机(PM)。
转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁,在其外侧配置齿状定子。用转子和定子之
间的吸引和排斥力产生转动,转动步的角度一般是7.50。它的出力大,动态性
能好;但步距角一般比较大。
3、混合步进电动机(HB)。
这是PM 和VR的复合产品,其转子采用齿状的稀土永磁材料,定子则
为齿状的突起结构。此类电机综合了反应式和永磁式两者的优点,步距角小,
出力大,动态性能好,是性能较好的一类步进电动机,在计算机相关的设备中
多用此类电机。
2、步进电机的工作原理
现以反应式三相步进电机为例说明其工作原理。
三相步进电机的定子铁心上有六个形状相同的大齿,相邻两个大齿之间的
夹角为60 度。每个大齿上都套有一个线圈,径向相对的两个线圈串联起来成
为一相绕组。各个大齿的内表面上又有若干个均匀分布的小齿。
转子是一个圆柱形铁心,外表面上圆周方向均匀的布满了小齿。转子小齿
的齿距是和定子相同的。设计时应使转子齿数能被二整除。但某一相绕组通
电,而转子可自由旋转时,该相两个大齿下的各个小齿将吸引相近的转子小
齿,使电动机转动到转子小齿与该相定子小齿对齐的位置,而其它两相的各个
大齿下的小齿必定和转子的小齿分别错开正负1/3 的齿距,形成“齿错位”,从
而形成电磁引力使电动机连续的____苔K_转动下去。
和反应式步进电动机不同,永磁式步进电动机的绕组电流要求正,反向流
动,故驱动电路一般要做成双极性驱动。混合式步进电动机的绕组电流也要求
正,反向流动,故驱动电路通常也要做成双极性。
2.1、步进电机的励磁方式
步进电机有2相、4相和5相电机。在4相电机中有4组线圈,若电流按顺序
通过线圈则使电机产生转动。2相电机中有2 组线圈。从图9.3可以发现,在
各线圈中引出中间端子,因此若以中间端子为基准即可实现4相,称这4为A、
B、C、D 的励磁相。本实验使用的就是这种方式的4相电机,而励磁方式中有
1 相(单向)励磁、2 相(双向)励磁和1-2 相(单-双向)励磁方式。此外,
如果转动的方向不正确,可以交替1、2端子或3、4号端子
(1). 1相励磁方式
按ABCD的顺序总是仅有一个励磁相有电流通过,因此,对应1个脉冲信
号电机只会转动一步,这使电机只能产生很小的转矩并会产生振动,故很少使
用。
A B C D
T1 1 0 0 0
T2 0 1 0 0
T3 0 0 1 0
T4 0 0 0 1
图2.T1-T4表示脉冲周期;ABCD表示电机的各相,1表示此时有一个
脉冲,0表示没有
(2). 2相励磁方式