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自然界中的步进电机揭秘其基本工作原理

导语:步进电机是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置,它能够通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量,实现对步进电机的精确位置和速度控制。这种控制方式不需要闭环反馈系统,就能实现低成本、高效的开环控制。

一、步进电机是什么?

步进电机是一种将输入的电子脉冲直接转换为机械旋转角度的设备。它可以根据输入信号来调整自己的转向、速度以及旋转角度。在没有闭环反馈系统的情况下,搭配合适驱动器使用,这样的开环控制系统既便捷又经济实惠,可以提供非常精确的地位和速率管理。

二、鸣志步进电机特性分析

精准位置控制:以输入的脉冲数值来确定轴体旋转所需角度。这一点保证了位置误差极小(小于十分之一度),且不会累积。

精确速度调节:通过调整输入的脉冲频率,可以实现对输出速度精确调节,使其广泛应用于各种运动控制领域。

正向/反向与急停锁定功能:在整个工作范围内,都能有效地管理力矩和位置,包括静力矩。当设置到锁定状态时,即使没有外部指令也能维持一定力的输出。

低速精准运行能力:不需要齿轮箱即可在极低速下稳定运行,同时提供较大力的输出,从而避免了功耗增加及角度偏移,同时降低成本并节省空间。

长寿命设计:由于无刷设计,步进电机会有更长时间使用寿命。通常情况下,一台步进電機的大部分使用寿命取决于轴承。

三、基本结构与工作原理

基本结构:

工作原理:

驱动器会根据接收到的外部命令(如方向信号)以及来自计算逻辑的一系列复杂算法,将这些信息传递给内部处理单元,并最终决定何时、何处通入或断开绕组,以产生预期效果。

以1.8°两相型为例,当两个相继通入励磁后,未经任何激励时位于静止状态并保持当前姿态直至另一个相继变换方向再次激励。如果其中一个相继变换方向,则该方向移动一次(1.8°);如果是另外一个,那么同样移动一步,但朝着逆方。此过程重复执行,每完成一次完整循环即计为200个单独事件。

对于两相型来说,有双极性和单极性两种布局形式:

双极性布局每个相只有一根线圈,因此当进行连续旋转时,不同边缘点必须依次切换此一线圈内不同的端点来产生变化,而驱动模块则要求八个电子开关以顺序切换操作;

单极性布局中每个相包含两个互异但各自完全相同构成的一个类似“X”形图案,该类型仅需四个电子开关进行交替切换操作。而从理论上讲,由于双侧配置中的每条线路都参与100%励磁,所以实际上,在双侧模式下的性能比单侧提升约40%。

鸣志公司致力于开发高精密性的运动自动化解决方案,并生产用于多行业需求的一系列标准化产品及其定制版本,我们还专注于开发新技术以改善用户体验。我们拥有深厚的人才储备,以及专业团队,为客户提供全面的解决方案。

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