什么是步进电机

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2020年4月15日

步进电机的电机轴(转子轴)并不连续旋转,而是以一定的旋转角度间歇旋转。

例如,那种秒针每秒动一次记录时间的钟表,这个动作就是使用步进电机控制秒针每秒转过6°来实现的。

那么步进电机是通过什么样的结构使轴仅仅转过一定的角度的呢?

其秘密在于脉冲信号。脉冲信号是反复执行加电和断电的电信号,加电断电1次算作1个脉冲。步进电机根据这个脉冲信号,机械地并精确地控制轴的旋转角度和旋转速度。

步进电机的种类①(按照转子结构进行分类)

步进电机按照电机轴(转子)的结构分为3大类。

PM型(Permanent Magnet Type:永磁体型)
转子使用永磁体。但是,无法设定精细的旋转角度(步进角)。
VR型(Variable Reluctance Type:可变磁阻型)
转子使用齿轮状铁芯。可以设定精细的旋转角度。
HB型(Hybrid Type:混合型)
转子使用永磁体和齿轮状铁芯。同时具有PM型和VR型优点,因此广泛用于多种用途。另外,ASPINA开发制造的步进电机全部都是HB型。

HB型步进电机的工作原理

转子结构为使用两个铁芯夹住圆柱形永磁体,铁芯相互错开半个齿距,并同心安装在转子轴上。结构为根据脉冲信号转过一定的步进角。 1.8°步距角的2相HB步进电机接到1个脉冲时转动1.8°,因此得到360°/1.8°=200,也就是说电机轴转动一圈需要200个脉冲。

步进电机的种类②(按照电流流过线圈的方式进行分类)

另外,按照电流流过电机内部的线圈的方式可以分为下列两种。

单极(单极性)型

1个线圈上仅流过单向电流的类型。控制电路简单,但是无法获得双极型那样的高扭矩。

双极(双极性)型

1个线圈上流过双向电流的类型。控制电路比单极型复杂,但是可以获得较高的扭矩。

什么是步进电机驱动器

步进电机与步进电机驱动器组合使用。步进电机的旋转角度和旋转速度,由步进电机驱动器接收来自控制器的脉冲信号进行控制。

可编程序控制器 控制器 [脉冲信号] 驱动器 [电流] 步进电机 步进电机单元 步进电机单元(驱动器 步进电机)

2相混合式
步进电机驱动器

步进电机的特点

步进电机与其他电机相比具有下列特点。

优点
  • 旋转角度与数字输入的脉冲数成正比,因此便于控制位置(旋转角度)
  • 可以进行低速旋转
  • 可以使用开路(无反馈)实现位置控制
  • 停止时的自我保持力优秀
缺点
  • 需要驱动电路
  • 负载意外波动可能导致失步
  • 振动和噪音较大

步进电机的用途

步进电机的停止精度优秀,中低速时的扭矩较高,响应性敏锐,因此适用于各种需要高精度控制的驱动系统的动力源。

  • 制造设备
  • 医疗设备
  • 分析设备
  • ATM
  • 自动贩卖机
  • 售票机
  • 复印机
  • 机器人
  • 光盘驱动器(Blu-ray/DVD等)
  • 激光打印机
  • 数码相机
  • 空调导风板
  • 游戏设备

使用步进电机解决客户的问题

关于ASPINA的步进电机,我们不仅提供电机单体,还提供从驱动、控制系统到机构设计的系统产品。我们提供从试生产到量产以及售后支持的一系列服务。
我们将按照各种行业、用途、客户产品所需的功能和性能,配合客户的生产体制,提供最佳方案。

我们不仅为已有明确需要和要求规格的客户提供服务,也为遇到下列各种困难的客户提供从开发到量产的支持,敬请垂询。

不知道需要什么样的电机
  • "尚在新产品开发的初期阶段,还没有制作具体的规格和设计图。但是为了加速未来的开发进程,希望得到一些电机方面的建议。"
  • "公司里没有精通电机的专家,缺乏实现理想操作所需的电机知识。"
电机及其周边部分的综合设计太难了
  • "我们想把自己公司的资源投入到产品企划和核心技术的设计开发中。除此以外的电机及其周边部分的设计开发业务,有没有哪家公司能够全包下来?"
  • "修改电机就不得不修改其他机构零件的设计,这可能需要很多工时和精力。"
现有产品中没有符合用途的产品
  • "我们想找到根据本公司产品设计的定制电机,但是被合作的电机制造商拒绝了。"
  • "我们想要精密控制电机,但是现有电机不支持,是不是只能放弃呢?"

请不吝垂询。

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