跳转到主要内容
blog | 步进电机的工作原理 |
|
全文阅读时间2分钟

步进电机是一种简单的两相无刷同步电机,包含一个分段磁化的转子和一个由规定数量的电磁线圈组成的定子。通电后,这些线圈产生南北极,推动或拉动分段磁化转子使其旋转。图示为典型混合式步进电机的内部结构和齿槽排列。细齿围绕整个直径均匀分布,使得增量角旋转,从而产生机械运动。

步进电机由两个绕组(2 相)组成,用直流电通电。当一个绕组的电流反向时,电机轴就会移动一步。反转每个绕组的电流可以轻松精确地控制电机的位置和速度,这使得步进电机适用于许多不同的运动控制应用。步进大小由电机设计特点决定,1.8° 步进角最为常见(由 200 个齿组成)。其他步进角也很容易获得。用 360° 除以步进角计算得出每转一圈需要的步数。

步进电机选择主要依靠保持转矩和相应的额定电流。保持转矩是指在不引起连续旋转的情况下,施加给电机的最大外部转矩(以其额定电流通电)。在电机开始旋转时,可用扭矩通常被称为拔出扭矩。拔出扭矩的额定值以电机速度/扭矩曲线上的数值表示。

步进电机的线圈可以配置为单极或双极排列。简单的步进电机驱动电子装置可用于给线圈排序,以旋转电机轴,因此单极配置最容易控制。双极排列需要使用更复杂的驱动器,以正确排列绕组来控制电机,这也提供了额外的性能优势,如更高的保持扭矩。

步进驱动器的额定电压和电流范围很广。电机的性能高度依赖于驱动器提供的电流和电压。全步、半步和“微步”是讨论步进电机的常用术语。例如,一个 1.8° 的步进电机在 360° 为一周的旋转中,有 200 个离散位置。因为 360° 除以 200 等于 1.8°,所以每要求电机移动一步,电机轴就会前进 1.8°,这就叫做全步。术语“半步”表示 0.9° 步进角(全步 1.8° 步进角的一半),该步进角是通过对每个绕组连续交替施加正电流、无电流和负电流的切换技术实现的。术语“微步”指的是一种更复杂的控制形式,它超越了电机相绕组之间简单的功率切换,以控制发送到各个绕组的电流量。微步进的一个主要好处是能够降低电机在自然频率下工作时产生的谐振幅度。微步进允许轴定位在全步进和半步进提供的 1.8° 或 0.9° 以外的位置。微步进位置出现在转子旋转的两个角点之间。最常见的微步增量为全步的 1/5、1/10、1/16、1/32、1/125 和 1/250。

其他资源

一小步的差别... 0.9° vs 1.8° 步进角 »

联系专家咨询

PMX 步进电机

凭借广泛的标准和自定义选项,PMX 系列混合步进电机提供了无与伦比的通用性;极具性价比的卓越性能,提供了超凡价值;借助科尔摩根出色的运动控制专业知识和构建质量,也确保无可比拟的可靠性 。

了解更多

卓越的工程设计

科尔摩根相信运动控制和自动化的力量可以创造更美好的世界。

了解更多

相关信息

为步进电机选择驱动器的秘诀

为步进电机选择驱动器的秘诀 >

为了充分利用您的步进电机,您需要为其配对适当的驱动器。 选择时切记三个关键元素:电压、电流和电感。 每一个元素都对电机的性能起着重要的作用,更不用说,这些参数可能导致性能低下,甚至造成电机过热和故障——导致生产时间的损失和维护成本的增加。

为什么我的步进电机会发热? >

所有的电机在运行过程中都会发热,这只是电流通过线圈的结果。 电机使用铜线制成线圈,线圈是产生旋转所需的电磁电路的一部分。 虽然铜是一种非常好的导体,但其电阻会使铜发热。 输送到电机的电流量以及绕组电阻决定了电机的发热程度。 步进电机运行的本质要求始终施加全额定电流,这与伺服电机不同,后者只提供产生所需运动控制需要的电流。
诊断成像:每个模式的运动控制方案

诊断成像:每个模式的运动控制方案 >

人口老龄化加剧,疾病负担加重,临床应用不断更新发展,全球疾病预防、早期检测、诊断和治疗标准日益严格。种种原因为诊断成像设备制造商带来了巨大压力,他们迫切地需要生产出更具创新性、能够进行更精确成像的设备,并提供给各种规模、各种类型、各个地点的医疗机构使用。
伺服与步进

步进电机与伺服电机:应该选哪个? >

本文概述了步进电机和伺服电机的能力,可作为两种技术的选择标准。

大辩论 – 步进还是伺服 >

运动控制应用中的卓越电机技术是什么?从液压到气动或机电,有许多技术可以产生运动。在精密运动控制领域中,许多机械设计师在解决性能要求时,面临着步进电机技术还是伺服电机技术之间的抉择。步进电机和伺服电机在运动控制领域都有一定的地位,但在何时使用这两种电机的理解上,设计师们却产生了很大的争议

如何选择步进电机 >

选择步进电机时,必须考虑几个性能要求。我们的步进电机优化工具是确定这些需求快速、可靠的方法。

科尔摩根运动控制及伺服系统解决方案 >

科尔摩根运动控制及伺服系统解决方案

一小步的差别... 0.9° vs 1.8° 步进角 >

关于工业混合动力步进电机的步进角是1.8度还是0.9度,有很多讨论。  目前大多数步进电机的步进角为标准步进角 1.8°,因此每转为 200 步。  然而,在微步出现之前的步进电机早期,低端谐振在很多应用中发挥了重要作用。