步進電機是一種專門用于位置和速度精確控制的特種電機。步進電機的最大特點是其“數(shù)字性”，對于控制器發(fā)過來的每一個脈沖信號，步進電機在其驅(qū)動器的推動下運轉(zhuǎn)一個固定角度(簡稱一步)，如下圖所示。如接收到一串脈沖步進電機將連續(xù)運轉(zhuǎn)一段相應(yīng)距離。同時可通過控制脈沖頻率，直接對電機轉(zhuǎn)速進行控制。由于步進電機工作原理易學(xué)易用，成本低(相對于伺服)、電機和驅(qū)動器不易損壞，非常適合于微電腦和單片機控制，因此近年來在各行各業(yè)的控制設(shè)備中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。

 

步進電機的種類和特點



步進電機在構(gòu)造上有三種主要類型：反應(yīng)式(Variable Reluctance，VR)、永磁式(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS)。



* 反應(yīng)式



定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、步距角小，可達1.2°、但動態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大，可靠性難保證。



* 永磁式



永磁式步進電機的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。其特點是動態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大(一般為7.5°或15°)。



* 混合式



混合式步進電機綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點，其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對較高。



按定子上繞組來分，共有二相、三相和五相等系列。最受歡迎的是兩相混合式步進電機，約占97%以上的市場份額，其原因是性價比高，配上細分驅(qū)動器后效果良好。該種電機的基本步距角為1.8°/步，配上半步驅(qū)動器后，步距角減少為0.9°，配上細分驅(qū)動器后其步距角可細分達256倍 (0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因，實際控制精度略低。同一步進電機可配不同細分的驅(qū)動器以改變精度和效果。