与步进电机相关的知识

步进电机:
步进电机的工作原理简述:

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

步进电机分类:
步进电机可以大概分为一下几种:
永磁式步进电机:一般为两相,转矩和体积较小;
反应式步进电机:一般为三相,可实现大转矩输出;
混合式步进电机:是指混合了永磁式和反应式的优点的电机,它又分为两相和五相。这是目前应用最广泛的一种步进电机。


 步进电机与其他类型电动机的区别与联系:

步进电机与同步、异步电机的性能比较:
步进电机与伺服电机属于执行电机,而同、异步电机均属交流动力电机,是靠50周交流电网供电而转动。异步电机是定子送入交流电,产生旋转磁场,而转子受感应而产生磁场。这样两磁场作用,使得转子跟着定子的旋转磁场而转动。其中转子比定子旋转磁场慢,有个转差,不同步所以称为异步机。而同步电机定子同异步电机,其转子是人为加入直流电形成不变磁场,这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步,始称同步电机。

步进电机与交流伺服电动机的性能比较:
步进电机与伺服电动机同样属于执行电动机,同样是将电信号转变为机械信号。其控制方式也基本相似,同样是用脉冲串和方向信号实现电机控制。但在性能和应用场合上存在较大差异:

控制精度不同:
步进电机的控制精度由步距角决定,电机P(步进电机相数)值受物理条件限制,而交流伺服电动机的控制精度则是由一个旋转编码器保证,由脉冲当量控制,能够实现较高的精度。

输出力矩不同:
步进电机的输出力矩会随电机转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,而交流伺服电机为恒力矩输出。

过载能力不同:
步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。步进电机因为没有过载能力,在选型时为了克服惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。

运行性能不同:
步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,从静止加速到其额定转速3000RPM有的仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。


 


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