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          步進電機不同類型實際磁場的工作原理

          發表時間:2021-08-14 16:39【 閱讀量:-

            從步進電機實際工作原理的基本知識開始。它們背后的基本原理都是關于磁鐵的!誰不喜歡磁鐵?看下邊的圖片,你會看到步進電機的橫截面。中心是一個與永磁體相連的圓軸,被視為N/S(北極和南極)。我們稱之為轉子。它是步進電機的旋轉部件。

          步進電機磁場.png

            轉子周圍是一組包含線圈的繞組。當我們增加或消除它們的電流時,定子的這些線圈將被磁化或退磁。這里,定子表示為a+、B+、a-和B-。定子周圍產生的磁場與轉子永磁體的北極和南極相互作用。如下圖所示,這些相互作用導致轉子旋轉,并與其吸引的定子部分對齊??傊?,這就是步進電機的工作原理。但是讓我們仔細看看!


            步進電機設計的類型


            目前使用的步進電機設計有三種基本類型,盡管這三種類型有一些非常復雜的變體。我們稱之為三種類型:永磁、可變磁阻和混合同步設計。


            永磁步進電機


            永磁步進電機的工作原理與它們的聲音非常相似。它們的中心有一個永磁轉子,由定子繞組的電磁鐵驅動。定子為其中一個轉子磁極提供相反的極性,因此它吸引磁極并朝著磁極旋轉。永磁步進電機在要求相對較高轉矩的低速應用中工作良好。


            可變磁阻步進電機


            可變磁阻步進電機的工作原理與其他類型不同,但使用非磁化轉子。這種步進電機是最簡單的設計。轉子通常由鐵制成,其齒與定子偏移。當繞組磁化時,轉子將在其與定子之間存在最小間隙的位置對齊??勺兇抛璨竭M電機通常用于精度不太重要的高速應用中。這種設計也被認為是噪音最大的步進電機類型。


            混合式同步步進電動機


            混合式同步步進電機的工作原理與您所懷疑的完全相同。它們是一種混合設計,包括永磁體設計和可變磁阻設計的概念!在本設計中,步進電機的轉子上有兩個外圈。每個杯子都襯有許多永磁“齒”。定子本身有齒。這為混合動力設計提供了兩個世界的最佳選擇。它具有高扭矩,可以以更高的速度運行,并且非常精確。此外,齒形設計使混合同步步進電機具有每轉500步或更多的模型,具有高分辨率!


            步進電機驅動方式的類型


            在繼續了解步進電機工作原理的同時,讓我們深入了解四種不同的驅動模式:波形驅動、全步、半步和微步。由于步進電機的整個原理是基于電磁鐵的通電和斷電,因此電路必須知道如何脈沖或保持這些磁鐵,以便定子能夠以正確的方向移動轉子,并將位置向右移動。


            波驅動/單線圈勵磁驅動模式


            第一種驅動模式稱為波驅動(有時工程師喜歡說“單線圈激勵”)。在此驅動模式下,定子上只有一個線圈同時激活。在下面的示例中,有四個線圈。在波浪的驅動下,這一共產生了四個位置。


            全步驅動模式


            全步驅動與波驅動類似,只是兩個線圈在任何時候都被磁化。當在相同數量的位置需要更多扭矩時,這種類型的驅動很常見。它的工作原理與波浪驅動的基本原理相同,但扭矩和功率要求大約是原來的兩倍。


            半步驅動模式


            半步驅動將波浪與整個步驟結合在一起!第一步是激活一個線圈,第二步是激活兩個線圈的半步。然后,步驟3將僅激活第三個線圈。我們在一半的位置失去了完整的步進扭矩,但我們的位置數量翻了一番!在這種情況下,定子上有四個線圈,但總共有8個位置。


            微步驅動模式


            微步進是步進電機驅動最復雜的形式,大多數現代設備(當然?。┮彩褂梦⒉竭M。微步使用脈寬調制(PWM)提供可變電流。微步四線圈步進電機可以有20個位置!

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