了解步进电机的类型和运动控制的操作模式

步进电机通常是运动控制系统中非常重要的组成部分。在广义上，步进电机类似于传统的交流感应型电机，因为它们都有定子和转子;然而，相似之处就到此为止了。步进电机是直流同步电机的一种。尽管感应电机的旋转在很大程度上是不可控的，但步进电机的旋转却可以被控制得非常精确。步进电机可以产生充分的，瞬时扭矩-甚至从静止状态。这使得它们在运动控制应用中非常有用，其中精度、重复性和功率是至关重要的。

步进电机的类型

步进电机主要有三种类型:

1. 永磁步进器．PM步进器的转子是用永磁体构造的，它与定子的电磁铁相互作用，产生旋转和扭矩。PM步进器通常有相对较低的功率要求，可以产生更多的扭矩每单位输入功率。
2. 可变磁阻步进器．VR步进转子不是用永磁体建造的。相反，它们是用普通的铁建造的，类似于一个齿轮，在转子的圆周周围有突起或“齿”。齿导致VR步进具有非常高的角度分辨率;然而，这种精度通常是以扭矩为代价的。
3. 混合同步步进．HS步进转子使用PM和VR步进的最佳功能。HS电机的转子有一个永磁芯，而圆周由普通铁制成，有齿。因此，混合同步电机具有高的角度分辨率而且高扭矩。

操作模式

步进电机有三种主要的工作模式。以200齿转子为例，其工作模式为:

1. 全步进模式．电机轴每360°旋转，转子通过200个不同的步骤，每个步骤恰好1.8°。在全步运行时，定子上的两个相总是通电的。这提供了最大的扭矩，但角度分辨率受到转子上齿数的限制。
2. 半步进模式．电机轴每360°旋转，转子通过400个不同的步骤，每个步骤恰好0.9°。在半步运行过程中，定子上的一个或两个相通电之间有一个交替。这为增加定位精度提供了两倍水平的角度分辨率，但以扭矩为代价。
3. 微步模式．电机轴每360°旋转，转子通过51200个不同的步骤，每个步骤恰好0.007°。在微步运行过程中，定子上的相位可以通电、断电或部分通电。这种模式用于需要高精度定位的应用，尽管扭矩额定值可以降低高达30%。

重要的注意事项

当为您的应用选择步进电机时，分析电机的转矩-速度曲线是很重要的。这个数据应该从制造商那里得到，它是给定速度下电机转矩的图形表示。电机的转矩-转速曲线必须与应用的要求紧密匹配，否则，系统的性能将达不到预期。

你喜欢这个内容吗?亲自去看自动化．