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步进电机
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{{Infobox person
| 姓名 = 步进电机
|圖片 = [[ File:1-1P526153213W6.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=srp&correct=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=1a2001c50d8a3e611c1a5c26695b0063&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=80&adstar=0&clw=254#id=fc76bb707423ffee6ac223a0b319602b&currsn=0&ps=76&pc=76 原圖鏈接][http://www.gdszph.com/m/view.php?aid=386 来自申力电机网]]]
}}
'''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元件。在非超载的情况下, [[ 电机 ]] 的转速,停止的位置只取决于控制脉冲信号的频率和脉冲数。 脉冲数越多,电机转动的角度越大。 脉冲的 [[ 频率 ]] 越高,电机转速越快,但不能超过最高频率,否则电机的力矩迅速减小,电机不转。<ref>[http://www.360doc.com/content/16/0421/17/31913486_552634430.shtml 步进电机结构和原理介绍],个人图书馆网,2016-04-21</ref>
中文名称:步进电机
属性:特种电机
工作原理: [[ 电磁感应 ]] 原理
=='''简介'''==
[[ File:M x2 1.1397524347 513 458 34147.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=srp&correct=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=1a2001c50d8a3e611c1a5c26695b0063&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=80&adstar=0&clw=254#id=7e4d430b36c118c68356fae8936659fd&currsn=0&ps=76&pc=76 原圖鏈接][http://detail.net114.com/chanpin/1024770655.html 来自360搜索]
步进电机(stepping motor),步进[[电机]](step motor),或者是[[脉冲]]电机(pulse motor),其它的如(stepper motor)等……有着各式各样的称呼方式,这些用日本话来表示的时候,就成为阶动[[电动机]],还有,阶动就是一步一步阶段动作的意思,这各用另外一种语言来表示时,就是成为步进驱动的意思,总之,就是输入一个脉冲就会有一定的转角,分配转轴变位的电动机。
步进电机(stepping motor),步进 是将 电 机(step motor),或者是 [[ 脉冲 ]]信号转变为角[[位移]]或线位移的开环控制组件。 在非超载的情况下, 电机(pulse motor),其它 的 如(stepper motor)等……有着各式各样 转速、停止的位置只取决于脉冲信号 的 称呼方式 频率和脉冲数 , 这些用日本话来表示 而不受负载变化 的 时候 影响 , 就成为阶动 即给 电 动 机 加一个脉冲信号 , 还有,阶动就是 电机则转过 一 个 步 距角。 这 一 步阶段动作 线性关系 的 意思,这各用另外一种语言来表示时 存在 , 就是成为 加上 步进 驱动的意思,总之,就是输入一个脉冲就会 电机只 有 一定 周期性 的 转角,分配转轴变 误差而无累积误差等特点。使得在速度、 位 的 置等控制领域用步进 电 动 机 来控制变的非常的简单 。
正常情况下, 步进 电机 是将 转过的总角度和输入的脉冲数成正比;连续输入一定频率的脉冲时,[[ 电 机]]的转速与输入 脉冲 信号转 的[[频率]]保持严格的对应关系,不受[[电压]]波动和负载 变 为角位移或线位移 化 的 开环控制组件 影响 。 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,即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。 <ref>[https://tech.hqew.com/circuit_801001 这一线性关系的存在,加上 步进电机 只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等 控制 领域用步进 工作原理],华强 电 机来控制变的非常的简单。子网,2017-04-20 </ref>
=='''基本结构'''==
[[ File:2-1Q110160955954.png|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=tab_www&correct=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=3c1e3cba4f21f3f546d1c1a8705824a6&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=254#id=5cbf219c46a49f52f53af6e2f1309979&currsn=0&ps=59&pc=59 原圖鏈接][http://spro.so.com/searchthrow/api/midpage/throw?ls=s112c46189d&lm_extend=ctype:3&ctype=3&q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&rurl=http%3A%2F%2Fwww.sz-dmc.com%2Farchives%2Fview-937-1.html&img=http%3A%2F%2Fwww.sz-dmc.com%2Fuploads%2F181110%2F2-1Q110160955954.png&key=t0154ddd404a584ef04.png&s=1582861674869 来自360搜索]]]
反应式步进电机与普通电机一样,分为定子和转子两部分,其中定子又分为定子铁心和定子绕组。
定子铁心由电工钢片叠压而成。
定子绕组是绕置在定子铁心6个均匀分布的齿上的线圈,在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起,构成一相控制绕组。步进电机可构成三相控制绕组,故也称三相步进 [[ 电机 ]] 。若任一相绕组通电,便形成一组定子磁极。在定子的每个磁极上,即定子铁心上的每个齿上又开了5个小齿,齿槽等宽,齿间夹角为9°,转子上没有绕组,只有均匀分布的40个小齿,齿槽也是等宽的,齿间夹角也是9°,与磁极上的小齿一致。此外,三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距。当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时,B相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3齿距角,C相磁极齿超前(或滞后)转子齿2/3齿距角。
步进电机的定子和转子在轴向分为五段,每一段都形成独立的一相定子铁心、定子绕组和转子。各段定子铁心形如内齿轮,由 [[ 硅钢片 ]] 叠成。转子形如外齿轮,也由硅钢片制成。各段定子上的齿在圆周方向均匀分布,彼此之间错开1/5齿距,其转子齿彼此不错位。当设置在定子铁心环形槽内的定子绕组通电时,形成一相环形绕组。除上面介绍的两种形式的反应式步进电机之外,常见的步进电机还有永磁式步进电机和永磁反应式步进电机,它们的结构虽不相同,但工作原理相同。
<ref>[http://www.elecfans.com/jixiesheji/2009050656676.html 步进电机的结构],电子发烧友网,2009年05月06日</ref>
=='''工作原理'''==
[[ File:23c68e6b842843d6a0ee04e3d0c4f30c th.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=srp&correct=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=1a2001c50d8a3e611c1a5c26695b0063&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=80&adstar=0&clw=254#id=162d103de8590a5caca0c7a7638409be&currsn=0&ps=76&pc=76 原圖鏈接][https://www.sohu.com/a/135597153_755644 来自搜狐网]]]
通常电机的转子为永磁体,当[[电流]]流过定子绕组时,定子绕组产生一[[矢量]]磁场。该[[磁场]]会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。
=='''分类'''==
===按输出力矩大小分===
[[ File:WKhQpFXQNFiEckCWAAAAAH830yU049.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=srp&correct=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=1a2001c50d8a3e611c1a5c26695b0063&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=80&adstar=0&clw=254#id=83773253df46fa5eca0eaf5523c667e5&currsn=0&ps=76&pc=76 原圖鏈接][https://b2b.hc360.com/viewPics/supplyself_pics/466675296.html 来自慧聪网]]]
分为伺服式和功率式。
1、伺服式:输出力矩在百分之几至十分之几(N*M)只能驱动较小的 [[ 负载 ]] ,要与液压所知放大器配用,才能驱动机床工作台等圈套的负载。
2、功率式:输出力矩在5-50N*M以上,可以直接驱动机床工作台等圈套的负载。
分为径向分布式,轴向分布式。
1、径向分布式: [[ 电机 ]] 各相按圆周依次排列。
2、轴向分布式:电机各相按轴向依次排列。<ref>[http://www.360doc.com/content/16/0421/17/31913486_552634430.shtml 步进电机结构和原理介绍],个人图书馆网,2016-04-21</ref>
=='''特点'''==
[[ File:20131012033541088212.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=srp&correct=%E6%AD%A5%E8%BF%9B%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=1a2001c50d8a3e611c1a5c26695b0063&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=80&adstar=0&clw=254#id=4bbd6078fd50e6d8b28aa6cb3c59ce94&currsn=0&ps=76&pc=76 原圖鏈接][http://www.qianyan.biz/sshow-49324128.html 来自钱银网]]] 步进电机结构简单、使用方便、没有积累误差、只需要 [[ 脉冲 ]] 信号就能进行工作,因此既可以使用PLC进行控制,也可以使用 [[ 单片机 ]] 等能产生脉冲信号的装置进行控制,在工业自动化控制中使用非常广泛。
不过其噪音和震动较大,并且可能会出现失步的情况,因此只适合于精度要求不高的场合。
另外步进电机的位置和速度信号不能反馈给控制系统,一般只能用于开环控制。如果要构成闭环控制系统,需要在运动轴上增加 [[ 编码器 ]] 等信号反馈装置。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/901448587d4c04566?cota=3&kuai_so=1&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1 步进电机的工作原理及特点],快资讯网,2020-01-14</ref>
=='''应用'''==
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。<ref>[http://www.elecfans.com/kongzhijishu/sifuyukongzhi/667771.html 步进电机主要在哪些方面应用],电子发烧友网,2018年04月25日</ref>
=='''相关视频'''==
1、步进电机如何使用
{{#iDisplay:v.qq.com/x/page/o054102twu1|640|380|qq}}
2、步进电机接线原理
{{#iDisplay:v.qq.com/x/page/h0860psi1hw|640|380|qq}}
== '''參考來源''' ==
{{Reflist}}
[[Category: 440 工程學總論]] [[Category: 448 電機工程]]