工业制造中您可能有这样的疑问:
制造工厂中的机械臂如何一遍又一遍地重复完全相同的运动?
自动铣床如何以如此精确的速度移动?
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小编今天告诉你,这都是因为步进电机
步进电机的特殊之处在于它可以控制转子的角位置
它不是一个闭环反馈,它是一个简单的精确开环系统
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让我们首先了解步进电机的可变磁阻型是如何工作的
该电机有六个定子齿
可通过三个独立的直流供电DC动力源供电
转子由一堆钢片构成
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在这种情况下,它的齿数与转子的齿数不同
如此完成了,特意使得一次只有一对转子齿与定子对准
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如果你切断线圈A和B的电源
转子将如图所示旋转
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从几何学可以看出,一步的大小是30度
下一步,通电线圈B和C
然后线圈A再次通电
转子移动到磁阻最小的位置
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该电机的步长为30度
你可以通过小技巧将精度提高到15度
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我们知道当线圈B通电时,它会移动30度
当线圈A和B一起通电时会发生什么?
转子将位于这两种情况之间的位置
或者它将移动15度
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在此之后,断电A
然后,到达B后
通电C
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这种操作被称为半步进
我们讨论的电动机叫做可变磁阻电动机
最通用和最常用的步进电机是混合电机类型
让我们来研究一个典型的1.8度步进式混合电机
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混合动力马达实际上是带有齿形钢帽的磁化转子
因此转子的一端变为北极而另一端变为南极
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这种电机的精确性在于转子和定子齿的巧妙布置
让我们先来了解它
转子有50个齿以理解定子齿的布置
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首先假设定子也有50个齿
然而,定子实际上具有比转子少两个齿
所以我们留下了48个齿
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让我们将48个齿分成四组,如图所示
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现在让我们重新对齐这些组,绿色组移动,使其与转子对齐
黄色组的齿与转子齿完全不对齐
蓝色组与转子半对齐,红色组保持原位
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简而言之,红色组与转子完全对齐,而黄色组未对齐
另外两组是半对齐的
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请记住面向你的转子就像南极一样
定子线圈如图所示连接
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它们是两个独立的线圈组
当设定a通电时,定子形成如图所示的磁化图案
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一对定子拉动作为北极,另一对作为南极
当相反的磁极吸引时,它们将对齐
相同极性的磁极将不对齐
当线圈B通电时,观察转子会发生什么
它必须以小角度旋转才能与新的北极对齐
很明显,这个角度是角距的1/4
换句话说,转子移动了1.8度
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接下来设定a再次以相反的极性通电,转子移动1.8度
重复该过程并且通过电动机实现高度精确的运动
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半步进可以进一步改善步进角度分辨率
有趣的是,北端的冠齿位于南端的齿之间
这样,再次保证了相反极性极的对准
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这就是混合式步进电机的工作原理
它们非常适合需要精确运动和简单控制的应用
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- 翻译:爱泽工业(如有偏颇,敬请指正)