步進電動機作為執行元件,是機電一體化的關鍵產品之一,廣泛應用在各種家電產品中,例如印表機、磁碟驅動器、玩具、雨刷、振動尋呼機、機械手臂和錄像機等。另外,步進電動機也廣泛應用於各種工業自動化系統中。由於通過控制脈衝數可以很方便地控制步進電動機轉過的角位移,且步進電動機的誤差不積累,可以達到準確定位的目的。步進電動機還可以通過控制頻率很方便地改變步進電動機的轉速和加速度,達到任意調速的目的,因此步進電動機可以廣泛地應用於各種開環控制系統中。
1.步進電動機的結構和工作原理步進電動機是將電脈衝信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件,是一種將電脈衝轉化為角位移的執行機構。一般電動機是連續旋轉的,而步進電動機的轉動是一步一步進行的。每輸入一個脈衝電信號,步進電動機就轉動一個角度。通過改變脈衝頻率和數量,即可實現調速和控制轉動的角位移,具有較高的定位精度,其最小步距角可達0.75°,轉動、停止、反轉反應靈敏、可靠。步進電動機的定子和轉子是用矽鋼片或其他軟磁材料製成的。定子的每對極上都繞有一對繞組,構成一相繞組,共三相稱為A、B、C三相。三相反應式步進電動機的結構
在定子磁極和轉子上都開有齒分度相同的小齒,採用適當的齒數配合。當A相磁極的小齒與轉子小齒一一對應時,B相磁極的小齒與轉子小齒相互錯開1/3齒距,C相則錯開2/3齒距,如圖6-26所示。從圖6-26中可以看到,A相繞組與齒1、5—一對應;而此時B相繞組與齒2錯開1/3齒距,而與齒3錯開2/3齒距;C相繞組與齒3錯開2/3齒距,而與齒4錯開1/3齒距。電動機的位置和速度由繞組通電次數(脈衝數)和頻率成一一對應關係,而方向由繞組通電順序決定。