四相步進(jìn)電機(jī)是一種采用單極性的直流電機(jī),四相步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按照相應(yīng)的時(shí)序通電以后就可以運(yùn)轉(zhuǎn)作工,不過(guò)很多用戶對(duì)于四相步進(jìn)電機(jī)的概念比較模糊,今天我們就從四相步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)來(lái)了解伺服電機(jī)。

四相步進(jìn)電機(jī)工作原理

四相步進(jìn)電機(jī)的原理是通過(guò)改變氣隙的導(dǎo)電性來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

1.通常,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁體。當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí),定子繞組產(chǎn)生一個(gè)矢量磁場(chǎng)。磁場(chǎng)將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定的角度旋轉(zhuǎn),因此轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)的方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)以一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)時(shí)。轉(zhuǎn)子也隨著磁場(chǎng)以一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)。

2.每輸入一次電脈沖,電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,向前走一步。輸出的角位移與脈沖輸入的數(shù)目成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組的開機(jī)順序,電機(jī)就會(huì)倒轉(zhuǎn)。

3.因此,可以通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)和頻率以及電機(jī)各相繞組的帶電順序來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。

4.四相步進(jìn)電機(jī)由單極直流電源供電。只要步進(jìn)電機(jī)的相繞組按適當(dāng)?shù)臅r(shí)間順序通電,步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)就可以一步一步地旋轉(zhuǎn)。

5.當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到脈沖信號(hào)時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度,其旋轉(zhuǎn)以固定的角度一步一步地運(yùn)行。

6.角位移可以通過(guò)控制脈沖數(shù)來(lái)控制,從而達(dá)到精確定位的目的;同時(shí),可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。

四相步進(jìn)電機(jī)主要特征

1.一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,不累加。

2.允許出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的最高溫度。

由于步進(jìn)電機(jī)的高溫會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩下降甚至步進(jìn)損耗,因此電機(jī)的出現(xiàn)所允許的最高溫度應(yīng)取決于電機(jī)不同磁性材料的退磁點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),磁性材料的退磁點(diǎn)在130度以上,有些甚至高達(dá)200攝氏度,因此步進(jìn)電機(jī)的外部溫度為80-90攝氏度。

3.步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而減小。

步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感形成反電勢(shì);頻率越高,反電勢(shì)越大。在其作用下,相電流隨頻率(或速度)的增加而減小,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小。

4.步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運(yùn)行,但如果速度高于某一速度,則不能起動(dòng),并伴有哨聲。

由于四相步進(jìn)電機(jī)相位均勻,驅(qū)動(dòng)電路的功率管為16,定子主極數(shù)為16,是兩相步進(jìn)電機(jī)的兩倍,因此驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,僅用于特殊用途。

四相步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是內(nèi)部引線不同的步進(jìn)電機(jī),四相步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部引線主要有5根,也有6根引線的步進(jìn)電機(jī)。相信通過(guò)文中對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的工作原理和四相步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)的介紹,用戶對(duì)于四相步進(jìn)電機(jī)的了解會(huì)更進(jìn)一步。