1. 步进电动机根据工作原理的不同可分为
1.按工作电源分类根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2.按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
3.按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
4.按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5.按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。
6.按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
2. 步进电动机主要用于
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,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。
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。
步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于年至年间。年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。
步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。
由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。
3. 步进电动机通常可以分为哪三类
步进电机在整步或半步运行时,将较大的振动和噪声,步进电机的细分本质上是将整步或半步分成更多的步数来完成,即就本来一步完成的1.8°,可以分成几步完成,这样可以有效改善电机的振动,但随着电机控制技术的发展,采用DSP控制的数字式步进驱动系统,已实现了“纯正弦波”控制,已无细分的概念,细分更多的理解为电子齿轮比的设备,用来设定脉冲当量。
如英纳仕的EZM、EZS、EZN、DM等系列数字式步进驱动器,细分的设定主要用于脉冲当量的设定。
4. 步进电动机由于它的工作特性又被称为
目前,步进电机的应用领域越来越广泛,在机械、电子、纺织等行业应用普遍,下面是比较常用的一些场合:
1.步进电机主要用于一些有定位要求的场合。 例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。
2.广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。 特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。
3.步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为五相混合式步进电机,目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度,但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的.而且成本也相对较高。采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。若采用反应式步进电机,在性能明显提高的同时还能大大降低产品的成本。
5. 步进电机按工作原理可分为哪几种,各有什么特点
转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
6. 步进电动机的特点有
步进电机是一种将
电脉冲
转化为角位移
的执行机构。通俗一点讲: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
(及步进角)。也是由于这个原因,我们可以通过控制
单片机,PLC,控制器等发出的脉冲个数
来控制角位移量
,从而达到准确定位
的目的;也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。步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB)。具体来说,永磁式步进一般为两相
,转矩和体积较小,步进角一般为 7.5度或15度;反应式步进一般为三相
,可实现大转矩输出,步进角一般为 1.5 度,但噪声和振动都很大。在欧美 等发达国家 80 年代已被淘汰; 混合式步进就是混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而 五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛。一般步进电机的精度为步进角的 3-5%
,且不累积。这里有一个问题,就是细分驱动器的细分数是否能代表精度呢?步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动
,而提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为 1.8° 的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为 4,那么电机的运转分辨率为每个脉冲 0.45°,电机的精度能否达到或接近 0.45°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因 素。细分数越大精度越难控制。———————————————————————————————————————————传统步进电机的精度
由电机的相数
和驱动器细分
决定。例如5相电机的精度大于3相,3相大于2相;高细分驱动器的精度大于低细分驱动器,但是由于细分技术属于对电流的梯级方式控制,所以提升精度不仅有极限,而且在高细分时往往只有分辨率而没有精度。还有一种方法就是采用闭环步进电机,它的精度不取决于电机的相数,而取决于电机的编码器精度。
在工作的时候,根据安装在电机轴上的编码器实时反馈
当前的指令输出信号,指令输入信号与实际输出信号比较产生位置偏差,然后输入给控制系统进行位置补偿控制,实时纠正电机轴的位置偏差,从而可以实现步进电机不丢步。7. 简述步进电机的工作原理?
指针式石英表内部使用的就是一个简单步进电机,芯片在线圈两端加精确且循环的脉冲电压,使永磁磁心作脉冲转动,这种电机不足之处就是不能在强磁场中工作。
8. 简述步进电动机的特点
1. 电机旋转的角度正比于脉冲数;
2. 电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);
3. 由于每步的精度在3%-5%,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;
4. 优秀的起停和反转响应;
5. 由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;
6. 电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本较低;
7. 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。
8. 由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。1. 如果控制不当容易产生共振;
2. 难以运转到较高的转速。主要适用于:
第一、步进电机主要用于一些有定位要求的场合,例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度),基本上涉及到定位的场合都用得到;第二、广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域,特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合;第三、步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低;总的来说,步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,广泛应用于机电一体化产品中。