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三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別只是2和3嗎?

瀏覽次數(shù):1174       日期:2018-05-23 07:03:09

         在工業(yè)領(lǐng)域的我們,對(duì)于步進(jìn)電機(jī)我們會(huì)經(jīng)常用到,并且熟知,但是誰知道相數(shù)不同的電機(jī)的差異性在哪,今天就來給大家做一個(gè)分享。           
步進(jìn)電機(jī)首要是依相數(shù)來做分類的,一般咱們常見的有四相、二相、三相幾類。所以本文小編首要介紹三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里,首要介紹的是它們之間的差異,其次論述了三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)步距角之間的距離,具體的跟從小編來具體了解一下。
 
  三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)的差異
 
  1、電機(jī)的相數(shù)
 
  是指電機(jī)內(nèi)部的線圈數(shù)不同,兩相步進(jìn)電機(jī)電機(jī)內(nèi)部是由2個(gè)線圈組成,而三相步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部是由3個(gè)線圈。
 
  2、電機(jī)的步距角
 
  是指電機(jī)每走一步的視點(diǎn),一般市面上二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°。
 
  3、電機(jī)的尺度
 
  三相的電機(jī)一般是大電機(jī),所以尺度方面一般會(huì)比兩相的電機(jī)大,這也決議了三相步進(jìn)電機(jī)比兩相的工作起來平穩(wěn)性更好。
 
  4、力矩
 
  二相的電機(jī)的力矩相同尺度會(huì)比三相的力矩略微大些。
 
  5、精度
 
  兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分功能越來越強(qiáng)壯,兩相的同樣能夠到達(dá)三相所能到達(dá)的精度。
 
  三相步進(jìn)電機(jī)的高速性能好(特性較硬),要比兩相步進(jìn)電機(jī)的步距角小,精度更好。因?yàn)榕ち﹄S速度升高下降得較慢,所以一般用于精度要求高的場(chǎng)合。
                                          步進(jìn)電機(jī)
  一文解析三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里
 
  三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)步距角詳解
 
  1、決議步距角的要素
 
  步進(jìn)電機(jī)分辨率(一圈的步數(shù),360°除以步距角)越高,方位精度越高。為了得到高分辨率,規(guī)劃的極數(shù)要多。PM型轉(zhuǎn)子為N與S極在轉(zhuǎn)子的鐵心外表面上交互等節(jié)距放置,轉(zhuǎn)子極數(shù)為N極與S極數(shù)之和,為簡化講解,假定極對(duì)數(shù)為1。此處斷定轉(zhuǎn)子為永久磁鐵的步進(jìn)電機(jī)的步距角θs由下式表明,其間Nr為轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù),P為定子相數(shù),(本課后邊敘說的HB型步進(jìn)電機(jī)Nr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)):
                 步進(jìn)電機(jī)
  一文解析三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里
 
  上式的物理意義如下:
 
  轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周的機(jī)械視點(diǎn)為360。,如用極數(shù)2Nr去除,相當(dāng)于一個(gè)極所占的機(jī)械視點(diǎn)即180°/Nr。這就是說,一個(gè)極的機(jī)械視點(diǎn)用定子相數(shù)去切割就得到步距角,此概念如下圖所示。
 
  由式θs=180°/PNr可知,步距角越小,分辨率越高,因而要進(jìn)步步進(jìn)電機(jī)的分辨率,就要添加轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)或選用定子相數(shù)P較多的多相式辦法。而Nr的添加遭到機(jī)械加工的限制,所以要制作高分辨率的步進(jìn)電機(jī)需求兩種辦法并用才行。
                      步進(jìn)電機(jī)
一文解析三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里
 
  2、兩相步進(jìn)電機(jī)
 
  兩相步進(jìn)電機(jī)最簡略的構(gòu)成為Nr=1的狀況,電機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖所示。一般兩相電機(jī)定子磁極數(shù)為4的倍數(shù),至少是4。轉(zhuǎn)子為N極與S 極各一個(gè)的兩極轉(zhuǎn)子。
 
  定子一般用硅鋼片疊壓制作,定子磁極數(shù)為4極,相當(dāng)于一相繞組占兩個(gè)極,A相兩個(gè)極在空間相差180°,B相兩個(gè)極在空間也相差180°。電流在一相繞組內(nèi)正負(fù)活動(dòng)(此種驅(qū)動(dòng)方法稱為雙極性驅(qū)動(dòng)),A相與B相電流的相位相差90°,兩相繞組中矩形波電流替換流過。
 步進(jìn)電機(jī)
  一文解析三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里
 
  即兩相電機(jī)的定子,在Nr=1時(shí),空間相差90°,時(shí)刻上電流相差90°相位差,電流與一般的同步電機(jī)類似,在定子上發(fā)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸引,隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。
 
  上圖表明兩相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)(PM型)及其工作原理,從圖(a)到圖(b)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,順次圖(c)、(d)均旋轉(zhuǎn)90°,順次不斷工作成為接連旋轉(zhuǎn)。
 
  以上圖為例,假定A相有兩個(gè)線圈,單向電流替換流過兩個(gè)線圈,也可發(fā)生相反的磁通方向,此方法稱為單極(uni-plar)型線圈。
 
  如下圖所示線圈內(nèi)部只流過單方向電流,此線圈稱為單極型線圈;另一種,線圈內(nèi)流過正、反方向電流的線圈稱為雙極型線圈,兩種線圈的優(yōu)缺點(diǎn)將在后邊的課程中具體介紹。單極型線圈能夠替代上圖所示雙極型線圈,工作時(shí)具有相同的步距角。
                           步進(jìn)電機(jī)
  一文解析三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里
 
  上圖中的兩相單極型線圈在有些文獻(xiàn)中也被稱為四相步進(jìn)電機(jī),此刻其轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)、齒數(shù)Nr,以及步距角θs均與雙極型線圈相同。本課程兩相電機(jī)的界說符合式θs=180°/PNr,即將轉(zhuǎn)子齒數(shù)和步距角θs代入式θs=180°/PNr,如P=2,則為兩相電機(jī),如Nr相同,P=4,步距角θs只要1/2,則電機(jī)為四相電機(jī),在此特別提請(qǐng)注意。
 
  兩相步進(jìn)電機(jī)現(xiàn)在運(yùn)用廣泛,實(shí)踐電機(jī)的構(gòu)造比圖(PM雙極型兩相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理)雜亂,定子除選用疊片外,還有爪極結(jié)構(gòu),但基本原理可參閱圖(PM雙極型兩相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理),圖中所示的轉(zhuǎn)子被稱為PM型(永久磁鐵或永磁式)轉(zhuǎn)子,磁性圓柱的外表面形成轉(zhuǎn)子磁極。
 
  3、三相步進(jìn)電機(jī)
 
  轉(zhuǎn)子不選用永久磁鐵的步進(jìn)電機(jī)(VR型或反應(yīng)式或變磁阻式)很早就在三相步進(jìn)電機(jī)上得到運(yùn)用。1986年日本伺服公司開發(fā)了轉(zhuǎn)子為永久磁鐵、定子磁極帶有齒的步進(jìn)電機(jī)(在后邊會(huì)具體介紹磁極齒的規(guī)劃原理),定、轉(zhuǎn)子齒距的配合,能夠得到更高的角分辨率和轉(zhuǎn)矩。三相步進(jìn)電機(jī)定子線圈的主極數(shù)為三的倍數(shù),故三相步進(jìn)電機(jī)的定子主極數(shù)為3、6、9、12 等。
 
  轉(zhuǎn)子不選用永久磁鐵的步進(jìn)電機(jī)(VR型或反應(yīng)式或變磁阻式)很早就在三相步進(jìn)電機(jī)上得到運(yùn)用。1986年日本伺服公司開發(fā)了轉(zhuǎn)子為永久磁鐵、定子磁極帶有齒的步進(jìn)電機(jī)(在后邊會(huì)具體介紹磁極齒的規(guī)劃原理),定、轉(zhuǎn)子齒距的配合,能夠得到更高的角分辨率和轉(zhuǎn)矩。三相步進(jìn)電機(jī)定子線圈的主極數(shù)為三的倍數(shù),故三相步進(jìn)電機(jī)的定子主極數(shù)為3、6、9、12 等。
 
  下圖為不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)典型定子結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路的比較,其間疏忽了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖。假定轉(zhuǎn)子均為PM型或HB型,并且根據(jù)定子為兩相、三相、五持平裝備相應(yīng)的轉(zhuǎn)子。定子選用不發(fā)生不平衡電磁力(在后邊會(huì)具體介紹,轉(zhuǎn)子徑向吸引力的和不能徹底相互抵消,發(fā)生剩下徑向力)的最小主極數(shù)結(jié)構(gòu),即兩相為4個(gè)主極、三相為3個(gè)主極、五相為5個(gè)主極時(shí),結(jié)構(gòu)上會(huì)發(fā)生不平衡電磁力,除特別用處外不會(huì)運(yùn)用上述結(jié)構(gòu)。圖中,定子的結(jié)構(gòu)為兩相為8個(gè)主極、三相為6個(gè)主極、五相為10個(gè)主極,為最簡略的結(jié)構(gòu)。
                                              步進(jìn)電機(jī)
  一文解析三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)得距離在哪里
 
  另一方面,如雙極型(Bi-polar)線圈所運(yùn)用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其功率管數(shù),兩相為8個(gè)、五相為10個(gè),三相則因?yàn)槔@組選用Y或△接法的關(guān)系,3個(gè)出線口的驅(qū)動(dòng)只用6個(gè)功率管就夠了,所以從電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器一體考慮,三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)最簡略,其兩者的制作本錢最低。
 
  從定子相數(shù)的奇偶數(shù)來看,奇數(shù)狀況下驅(qū)動(dòng)電路中切換功率管的數(shù)量要比偶數(shù)狀況下少,例如三相步進(jìn)電機(jī)要比兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率管數(shù)少。三相的驅(qū)動(dòng)IC現(xiàn)在三權(quán)電氣公司、三洋電機(jī)公司、新電元工業(yè)公司等出產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)已有售。三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)比較,在相同的轉(zhuǎn)子齒數(shù)時(shí),具有進(jìn)步1.5倍分辨率、振蕩低一級(jí)優(yōu)點(diǎn),所以運(yùn)用數(shù)量會(huì)添加,價(jià)格會(huì)下降,期望其能成為一款系列化步進(jìn)電機(jī),其性能將在后邊具體介紹。
                                    步進(jìn)電機(jī)


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