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浅析丝杆步进电机

作者:JZ Editor     时间:2021-06-29 21:50     已有 人浏览
  电与磁的相互作用实现了电能和动能的相互转换,在这基础上,电机得以在世界范围内的工业自动化市场中广泛应用,持续在电力、建材、造船等领域发光发热。今天要解析的便是其中的丝杆步进电机。
  
  丝杆步进电机,或称线性步进电机,是由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁场相互作用而产生转动,丝杆步进电机在电机内部把旋转运动转化为线性运动。
  
  
  丝杆步进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。丝杆步进电机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。
  
  电机的基本原理:采用一根螺杆和螺母相啮合,采取某种方法防止螺杆螺母相对转动,从而使螺杆轴向移动。一般而言,有两种实现这种转化的方式,第一种是在电机内置一个带内螺纹的转子,以转子的内螺纹和螺杆相啮合而实现线性运动,第二种是以螺杆作为电机出轴,在电机外部通过一个外部驱动螺母和螺杆相啮合从而实现直线运动。这样做的结果是大大简化了设计,使得在许多应用领域中能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用丝杆步进电机进行精密的线性运动。
  
  丝杆步进电机的用途详解:
  
  1.丝杆步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电,而是按一定的规律轮流通电。
  
  2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。
  
  3.丝杆步进电机可以按特定指令进行角度控制,也可以进行速度控制。角度控制时,每输入一个脉冲,定子绕组就换接一次,输出轴就转过一个角度,其步数与脉冲数一致,输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时,步进电机绕组中送入的是连续脉冲,各相绕组不断地轮流通电,步进电机连续动转,它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序,即改变定子磁场旋转方向,就可以控制电机正转或是反转。
  
  
  4.丝杆步进电机具有自锁能力。当控制脉冲停止输入,而让最后一个脉冲控制的绕组继续通直流电时,则电机可以保持在固定的位置上,即停在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置上,这样,步进电机可以实现停车时转子定位。
  
  电机种类繁多,因此在各方各面都能发挥自己的利用价值。尤其在制造、精密校准等高精度领域中,丝杆步进电机受人们喜爱度颇高。

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