步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)與分類

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的，可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時(shí)可以通過控制脈沖頻率，來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

步進(jìn)電機(jī)在工作時(shí)的位置和速度信號(hào)不反饋給控制系統(tǒng)，所以不需要反饋電路，這就使得步進(jìn)電機(jī)控制簡(jiǎn)單、精度高，當(dāng)您希望將轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)至指定位置時(shí)，非步進(jìn)電機(jī)需要根據(jù)反饋電路來確定轉(zhuǎn)子的位置。但是，步進(jìn)電機(jī)卻不需要這些反饋，因?yàn)樗梢院?jiǎn)單地執(zhí)行多個(gè)步進(jìn)。

步進(jìn)電機(jī)和其它電機(jī)比較優(yōu)缺點(diǎn)都非常的突出，具體來說，步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括電機(jī)操作簡(jiǎn)單，易于通過脈沖信號(hào)輸入到電機(jī)進(jìn)行控制；不需要反饋電路來反饋旋轉(zhuǎn)軸的位置和速度信息（開環(huán)控制）；由于沒有接觸電刷可靠性更高。當(dāng)然，在諸多優(yōu)點(diǎn)的襯托下，步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)也同樣直接，例如需要脈沖信號(hào)輸出電路；當(dāng)控制不適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)同步丟失現(xiàn)象；由于在旋轉(zhuǎn)軸停止后仍然存在電流而產(chǎn)生熱量。

步進(jìn)電機(jī)的分類

步進(jìn)電機(jī)有很多種分類標(biāo)準(zhǔn)，按輸出功率對(duì)電機(jī)進(jìn)行分類時(shí)，步進(jìn)電機(jī)如下圖所示。步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)較大的輸出轉(zhuǎn)矩，因此能直接帶動(dòng)較大負(fù)載，適合部分大功率的控制應(yīng)用。

按電源對(duì)電機(jī)進(jìn)行分類時(shí)，步進(jìn)電機(jī)屬于直流電機(jī)分類中的特殊一項(xiàng)，由于步進(jìn)電機(jī)沒有換相碳刷，轉(zhuǎn)動(dòng)是靠步進(jìn)驅(qū)動(dòng)給的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此理論上步進(jìn)電機(jī)也可以算是一種直流無刷電機(jī)。

當(dāng)然，除了功率和供電電源方式外，電機(jī)系統(tǒng)還有其他基于電機(jī)結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)原理的分類方式。比如步進(jìn)電機(jī)有兩種類型，分別是單極型和雙極型。在相同電流且相同轉(zhuǎn)矩輸出的條件下，單極型步進(jìn)電機(jī)比雙極型步進(jìn)電機(jī)多一倍的線圈，成本更高，控制電路的結(jié)構(gòu)也不一樣，目前市場(chǎng)上流行的大多是雙極型步進(jìn)電機(jī)。

此外，步進(jìn)電機(jī)在構(gòu)造上通常按照轉(zhuǎn)子特點(diǎn)和定子繞組數(shù)量進(jìn)行分類。比如按定子數(shù)量來分類時(shí)，若有兩個(gè)定子，則稱為“2相電機(jī)”；若有三個(gè)定子，則稱為“3相電機(jī)”；若有五個(gè)定子，則稱為“5相電機(jī)”。

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)按轉(zhuǎn)子類型進(jìn)行分類時(shí)，可以分為由永磁體制成的轉(zhuǎn)子（PM型）、帶轉(zhuǎn)子齒的齒輪形轉(zhuǎn)子（VR型）以及與永磁體組合的齒輪形轉(zhuǎn)子（HB型）等幾類。

通過本期芝識(shí)課堂的介紹，相信大家已經(jīng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)和各種分類有了一個(gè)基本的了解，下一課我們將帶大家更深入的了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理，敬請(qǐng)期待！

審核編輯：湯梓紅