| 步進(jìn)電動機工作原理 | |||||||||||||||
| Stepping Motor Principle | |||||||||||||||
步進(jìn)電動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)與普通電動機不同，它隨供給電源的脈沖一步一步的轉(zhuǎn)動，是一種數(shù)字電動機。步進(jìn)電動機能隨供給的電源脈沖數(shù)轉(zhuǎn)動相應(yīng)步數(shù)，而每一步的角度是固定的，所以步進(jìn)電動機能按控制轉(zhuǎn)動所需的圈數(shù)、角度，廣泛應(yīng)用在數(shù)控機床、自動化設(shè)備、儀器儀表等行業(yè)。本節(jié)介紹應(yīng)用最廣的反應(yīng)式步進(jìn)電動機。 反應(yīng)式步進(jìn)電動機是根據(jù)磁阻性質(zhì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩工作的，遵循磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合的原理，由磁拉力形成轉(zhuǎn)矩。前面介紹的開關(guān)磁阻電動機也可視為步進(jìn)運行，因每切換一組線圈電源時轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一定角度，只要停止切換轉(zhuǎn)子就停止不動了，只不過每一步的角度是30度，應(yīng)用在數(shù)控設(shè)備顯然過于粗糙。實際應(yīng)用的步進(jìn)電動機步進(jìn)角度較小，下面介紹的步進(jìn)電動機模型每步為3度。 圖1是步進(jìn)電動機的定子鐵心，在內(nèi)周有六個磁極，每個磁極上有5個小齒，齒中心距為9度，齒寬與齒間隔大小一樣，徑向的兩個磁極組成一對磁極，定子鐵心由沖制的硅鋼片疊制而成。 | |||||||||||||||
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| 圖2是步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子上沒有線圈，但在外圓周有40個小齒，齒中心距為9度，齒寬與齒間隔大小一樣，轉(zhuǎn)子鐵心也由沖制的硅鋼片疊制而成。 | |||||||||||||||
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由于定子磁極上的小齒的齒寬與齒間隔與轉(zhuǎn)子上的小齒一樣，所以當(dāng)定子的一對磁極小齒與轉(zhuǎn)子小齒對齊時，另兩對磁極小齒與轉(zhuǎn)子小齒角度相差3度或-3度，見圖3。 | |||||||||||||||
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| 圖4是繞有線圈的定子與裝有轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子組裝圖。 | |||||||||||||||
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反應(yīng)式步進(jìn)電機多為三相線圈，本模型的三對磁極可繞三組線圈組成三相繞組。由脈沖信號發(fā)生器按照給定的設(shè)置不斷向步進(jìn)電機驅(qū)動器發(fā)送控制脈沖信號，驅(qū)動器又根據(jù)轉(zhuǎn)動方向與運轉(zhuǎn)狀態(tài)向三相線圈供電（每輸入一個脈沖信號切換一次供電狀態(tài)），每一個控制脈沖電信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一步，每步轉(zhuǎn)的角度稱為步距角。 三相線圈分為A、B、C三個線圈，圖5是用三個開關(guān)晶體管向三個線圈供電的連接圖：三個線圈的一端與電源正極相連，另一端分別與驅(qū)動器內(nèi)三個開關(guān)晶體管連接，構(gòu)成星形連接。每個時期僅有一個開關(guān)晶體管導(dǎo)通一個線圈通電，這是一種基本的也是常用的工作方式。 | |||||||||||||||
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為了清楚的演示該步進(jìn)電機模型的工作狀態(tài)，我們?nèi)∧Ｐ偷恼晥D來作動畫，圖6是模型的正視圖，清楚的顯示了三相線圈的組合與連接，黃色線圈是A相線圈、綠色線圈是B相線圈、紅色線圈是C相線圈。 | |||||||||||||||
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圖7是BG1導(dǎo)通A相線圈通電，此時轉(zhuǎn)子被磁力吸引靜止不動。 | |||||||||||||||
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