西門子代理商-廣東省揭陽市一級代理-PLC伺服電機驅動變頻器代理

	更新時間 2024-12-02 08:00:00 價格請來電詢價西門子變頻器西門子觸摸屏西門子伺服電機西門子PLC 西門子直流調速器西門子電纜聯系電話 13922889745 聯系手機 18475208684 聯系人向小姐立即詢價

詳細介紹

步進電機簡介

步進電機，別名脈沖馬達，是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機，是現代數字程序控制系統中的主要執行元件，安裝在發動機的調速器附近。

步進電機由轉子、定子和線圈組成。從其結構形式上可分為反應式步進電機、永磁式步進電機、混合式步進電機、單相步進電機、平面步進電機等多種類型。其具有可以進行低速旋轉、可以使用開路（無反饋）實現位置控制等特點，作為重要的執行元件應用于數控機床、智能儀器和自動控制中。工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。

一般電動機都是連續旋轉，而步進電動卻是一步一步轉動的，故叫步進電動機。每輸入一個脈沖沖信號,該電動機就轉過一定的角度（有的步進電動機可以直接輸出線位移，稱為直線電動機）。

步進電機一般由前后端蓋、軸承、中心軸、轉子鐵芯、定子鐵芯、定子組件、波紋墊圈、螺釘等部分構成，步進電機也叫步進器，它利用電磁學原理，將電能轉換為機械能，是由纏繞在電機定子齒槽上的線圈驅動的。通常情況下，一根繞成圈狀的金屬絲叫做螺線管，而在電機中，繞在定子齒槽上的金屬絲則叫做繞組、線圈、或相。

步進電動機的轉子為多極分布,定子上嵌有多相星形連接的控制繞組，由專門電源輸入電脈沖信號，每輸入一個脈沖信號，步進電動機的轉子就前進一步。由于輸入的是脈沖信號，輸出的角位移是斷續的，所以又稱為脈沖電動機。

三角接法與星形接法的區別

三角接法與星形接法從電機外部看是沒有任何區別的，但是在設計過程中存在區別，具體如下：

繞組：

星形接法（圖一）指將電機繞組三相末端接在一起，三相首端為電源端，主要應用在高壓大型或中型容量的電動機種，定子繞組只引出三根線。

三角形接法（圖二）指將三相繞組首尾互相連接，三個端點為電源端，主要應用在低壓中型或小小容量的電動機種，定子繞組引出六根線。

功率：星形接法起輸出功率小，三角接法起輸電機功率大，因此一般4KW以下的大部分電機采用星形接法，大于4KW的采用三角形接法。

電壓：對于一個輸入線電壓為380V的電機而言，如果設計成星形，那么按照220V計算單相電路，如果設計成三角形，那么按照380V計算單相電路

電流：星形接法啟動電流較小，三角形接法啟動電流是額定電流的4-7倍大，即功率相同的情況下，三角形接法的電機繞組比星形電機的電流小。

啟動轉矩：在電機功率相同的情況下，星型接法電機起動轉矩僅是三角形接法的一半。

外觀：三角形的線用得長些細些，星形的線短些粗些，但是在理論上用的材料是一樣多。

特性：星形接法電機內部不會產生環流，而因為三相繞組不可能juedui平衡，三相電壓總有微小差異，三角接法內部會形成環流造成發熱和降低效率。

在非超載且不超頻的情況下，電機的旋轉位置只取決于脈沖個數，轉速只取決脈沖信號的頻率
步進電機擁有youxiu的開環能力

步進電機的轉子

永磁轉子，轉子是與定子電路產生的磁場對準的永磁體，可以保證良好的扭矩和自動扭矩，即使沒有線圈通電，電機也可抵抗位置變化，缺點是它具有較低的速度和較低的分辨率。當定子線圈通電產生磁場，轉子磁鐵自動對齊磁場，跟隨旋轉。

永磁式轉子步進電機

線圈通電，中間轉子自動對齊線圈產生的磁場（圖片來自Microchip）

線圈通電，中間轉子自動對齊線圈產生的磁場（圖片來自Faulhaber）這種結構，因為是用磁鐵做轉子，磁鐵磁通量大，進而扭矩大，所以保證了較好的輸出扭矩和制動扭矩。所謂制動扭矩（Detent Torque），就是說，無論線圈是否通電，電機都會阻止旋轉，這是因為永磁鐵和定子之間的相互作用，會產生一定的扭矩，外力必須克服這個扭矩，電機才能動起來。在電機生產廠家的產品目錄中，有的也寫為齒槽轉矩（Cogging Torque），或者殘余扭矩（Residual Torque）。當然，有優勢也就有劣勢。這種結構的不足之處在于，它的轉速和步距（分辨率）不高，比如一步轉動7.5°-15°，當然好處是體積可以做得很小，比如Φ20mm以下。

可變磁阻轉子，轉子由鐵芯制成，并具有使其與磁場對準的特定形狀，更容易達到更高的速度和分辨率，但通常產生的扭矩更低，沒有制動扭矩。

可變磁阻式步進電機結構

可變磁阻式步進電機結構這種電機，轉子是用軟磁材料做成，轉子多齒，不同的齒形分布，可以產生不同的分辨率，線圈通電吸引轉子，引發轉動。這種結構的好處是，可以實現高速及高分辨率，而且沒有制動扭矩，但是扭矩比永磁式小，不適用于小電機。因為沒有永磁鐵，所以可以在有外強磁場的環境中，使用這種電機。

混合轉子，具有特定結構，是永磁體和可變磁阻版本的混合體，轉子帶有交替齒的蓋并軸向磁化。這種配置使電動機極同時具有兩者的優點，特別是高分辨率，速度和扭矩，具有更高性能也具有更復雜的結構。

永磁和可變磁阻混合型步進電機（來自Microchips）

混合型步進電機的運動原理轉子帶兩個齒冠，齒冠在軸向被磁化，一個齒冠是北極，一個是南極。這種配置，使得混合型步進電機既有永磁式的優點，又有可變磁阻式的優點，特別是擁有高分辨率，高速，高扭矩。混合型步進電機，通常每圈有200步，也就是步距為360/200=1.8°，這種類型的電機受限于制造，目前Zui小只能做到Φ19mm。當然，好特性需要更復雜的結構和控制，所以價格也更貴。

步進電機的定子

定子電路的主要特征包括其相數和極對數以及導線配置。相數是獨立線圈的數目，而極對數則表示每個相如何占據主要的齒對。Zui常用的是兩相步進電機（如下圖左為兩相單極對定子，右為兩相偶極對定子），不常用的是三相和五相電機。

2相定子繞組（左），3相定子繞組（右）

左圖是2相單級對數定子，右圖是2相偶級對數定子，字母N和S表示當A+和A-通電時，定子產生的磁場。
步進電機驅動器根據外來的控制脈沖和方向信號，通過其內部的邏輯電路，控制步進電機的繞組以一定的時序正向或反向通電，使得電機正向/反向旋轉，或者鎖定。
??以1.8度兩相步進電機為例：當兩相繞組都通電勵磁時，電機輸出軸將靜止并鎖定位置。在額定電流下使電機保持鎖定的Zui大力矩為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發生了變向，則電機將順著一個既定方向旋轉一步（1.8度）。同理，如果是另外一相繞組的電流發生了變向，則電機將順著與前者相反的方向旋轉一步（1.8度）。當通過線圈繞組的電流按順序依次變向勵磁時，則電機會順著既定的方向實現連續旋轉步進，運行精度非常高。對于 1.8度兩相步進電機旋轉一周需200步。??兩相步進電機有兩種繞組形式：雙極性和單極性。雙極性電機每相上只有一個繞組線圈，電機連續旋轉時電流要在同一線圈內依次變向勵磁，驅動電路設計上需要八個電子開關進行順序切換。單極性電機每相上有兩個極性相反的繞組線圈，電機連續旋轉時只要交替對同一相上的兩個繞組線圈進行通電勵磁。驅動電路設計上只需要四個電子開關。在雙極性驅動模式下，因為每相的繞組線圈為勵磁，所以雙極性驅動模式下電機的輸出力矩比單極性驅動模式下提高了約 40%。