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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 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 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 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 时候 影响 就成为阶动 即给 加一个脉冲信号 还有,阶动就是 电机则转过 距角。 这 步阶段动作 线性关系 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 一定 周期性 转角,分配转轴变 误差而无累积误差等特点。使得在速度、 置等控制领域用步进 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,[[ 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 为角位移或线位移 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 机来控制变的非常的简单。子网,2017-04-20 </ref>
单相 步进电机 有单路 是一种将 电脉冲 驱动,输出功率一般很小,其用途 转化 微小功率驱动。多相步进电 角位移的执行 有多相方波脉冲驱动,用途很广 使用多相步进 电机时,单路 其将 电脉冲信号 可先通过脉冲分配器 多相脉冲信号 角位移或线位移 在经功率放大后分别送入步进电机各项绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器,电机各相 是现代数字程序控制系统中 通电状态就发生变化 主要执行元件 转子会转过一定的角度(称 应用极 步距角) 广泛
  正常情况下, 步进 电机 转过的总角度和输入的脉冲数 控制系统由步进电机控制器、步进电机驱动器、步进电机三部分组 正比;连续输入一定频率的脉冲时 步进 电机 的转速与输入 控制器是指挥中心,它发出信号 脉冲 的频率保持严格的对应关系,不受 给步进 压波 机驱 和负载变化的影响。在非超载的情况下 而步进 电机 驱动器把接收到信号脉冲脉冲 速、停止的位置只取决于 化为电 脉冲 ,驱动步进电机转动,控制器每发出一个 信号 的频率和 脉冲 而不受负载变化的影响,即给 步进 电机 就旋转 一个 角度,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。控制器可以通过控制 脉冲 信号, 数量来控制步进 电机 的旋 角度,从而准确定位。通 一个 控制脉冲频率精确控制 距角 进电机的旋转速度 。<ref>[https://techwww.hqewsohu.com/circuit_801001 a/135597153_755644 一文读懂 步进电机 控制工作原理], 华强电子 搜狐 网,2017-04-20 21 </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。
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。 每输入一个电脉冲, [[ 电动机 ]] 转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的 [[ 脉冲 ]] 数成正比、转速与脉冲 [[ 频率 ]] 成正比。改变绕组通电的顺序, [[ 电机 ]] 就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及 [[ 电动机 ]] 各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。<ref>[https://www.sohu.com/a/135597153_755644 一文读懂步进电机],搜狐网,2017-04-21 </ref>
=='''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]]  
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