步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電機。與直流或交流電機的連續運動不同,步進電機是間歇運動,如同時鐘上的秒針一樣。
根據結構的不同,步進電機有三個類別:“PM 型”、“VR 型 ”和 “HB 型”。
1、PM 型步進電機
步進電機的轉子由永久磁鐵(永磁體)制成。轉子的外周被多個磁極磁化,定子由磁性鐵板環繞而成。 PM 型步進電機結構簡單,是常見的步進電機類型。
2、VR 型步進電機
VR 型步進電機是一種通過定子繞組電流而非永久磁鐵勵磁的步進電機。由于轉子和定子有許多齒,轉子和定子之間的間隙長度可以縮短,因此可以實現高分辨率。
不過這種結構的電機難以實現小型化和高扭矩,目前已逐漸消失。
3、HB 型步進電機
HB 型步進電機在扭矩、速度和分辨率方面都具有很高的性能。它利用 VR 型電機的結構,步距角小,分辨率高,同時使用像 PM 型電機一樣的永磁體來實現高扭矩。
步進電機的優勢有哪些?
1、精確定位
步進電機的旋轉角度與脈沖數成正比。例如兩相步進電機,每相旋轉角度為 1.8°。
2、停止時具有出色的自保持力
步進電機在停止時可通過恒定電流產生保持力。
*即使不通電,由于轉子磁鐵的吸引力,也會產生保持力矩(滯留力矩)。
3、可實現高扭矩
電機轉子中使用的永久磁鐵可實現高扭矩。根據驅動系統和繞組規格的不同,可在目標轉速范圍內實現高扭矩,如 “高速高扭矩 ”或 “低速低扭矩”。
4、HB 型具有高分辨率。
分辨率是電機旋轉一圈除以步進角得到的數字,代表電機每個脈沖可以切分的旋轉角度。
例如,分辨率為 1000 p/rev,表示電機的一個旋轉(360°)可被分成 1000 段。分辨率越高,電機的定位精度越高,運動控制越精細。
步進電機具有良好的定位性能,在電子消費、住宅、商業、工業等領域被廣泛用作各種產品的驅動機構,特別是 HB 型步進電機,在許多對分辨率和扭矩都有要求的應用中都有使用。