四相步進(jìn)電機(jī)的工作原理是什么？

四相電機(jī)" target="_blank">步進(jìn)電機(jī)是一種采用單極性的直流電機(jī),四相步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按照相應(yīng)的時(shí)序通電以后就可以運(yùn)轉(zhuǎn)作工,不過很多用戶對于四相步進(jìn)電機(jī)的概念比較模糊,今天申力電機(jī)小編就從四相步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)來帶大家了解下相關(guān)的知識。

四相步進(jìn)電機(jī)工作原理

四相步進(jìn)電機(jī)的原理是通過改變氣隙的導(dǎo)電性來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

1.通常,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁體。當(dāng)電流流過定子繞組時(shí),定子繞組產(chǎn)生一個(gè)矢量磁場。磁場將驅(qū)動轉(zhuǎn)子以一定的角度旋轉(zhuǎn),因此轉(zhuǎn)子的一對磁場的方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場以一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)時(shí)。轉(zhuǎn)子也隨著磁場以一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)。

2.每輸入一次電脈沖,電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,向前走一步。輸出的角位移與脈沖輸入的數(shù)目成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組的開機(jī)順序,電機(jī)就會倒轉(zhuǎn)。

3.因此,可以通過控制脈沖的個(gè)數(shù)和頻率以及電機(jī)各相繞組的帶電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。

4.四相步進(jìn)電機(jī)由單極直流電源供電。只要步進(jìn)電機(jī)的相繞組按適當(dāng)?shù)臅r(shí)間順序通電,步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)就可以一步一步地旋轉(zhuǎn)。

5.當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到脈沖信號時(shí),驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度,其旋轉(zhuǎn)以固定的角度一步一步地運(yùn)行。

6.角位移可以通過控制脈沖數(shù)來控制,從而達(dá)到精確定位的目的;同時(shí),可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。

1. 什么是四相八拍步進(jìn)電機(jī)?

四相八拍步進(jìn)電機(jī)是一種常用的電機(jī)類型，它的工作原理是通過電流在電機(jī)內(nèi)部的四組線圈之間交替流動，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動的目的。這種電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域。

2. 四相八拍步進(jìn)電機(jī)的工作原理是什么?

四相八拍步進(jìn)電機(jī)的工作原理是利用電流在電機(jī)內(nèi)部的四組線圈之間交替流動，從而形成磁場，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動。具體來說，當(dāng)電流通過其中一組線圈時(shí)，該線圈內(nèi)部會產(chǎn)生一個(gè)磁場，吸引電機(jī)內(nèi)部的磁鐵，從而使得電機(jī)轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度。當(dāng)電流改變方向，流向另一組線圈時(shí)，電機(jī)會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到完成一個(gè)完整的轉(zhuǎn)動周期。

3. 四相八拍步進(jìn)電機(jī)與其他電機(jī)的區(qū)別是什么?

四相八拍步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的直流電機(jī)、交流電機(jī)相比，的區(qū)別在于其控制方式。直流電機(jī)和交流電機(jī)通常需要外部控制器來控制其轉(zhuǎn)動速度和方向，而步進(jìn)電機(jī)則可以通過改變電流的方向和大小來控制轉(zhuǎn)動角度和速度，具有更高的精度和可控性。

4. 如何控制四相八拍步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動?

控制四相八拍步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動通常需要使用專門的控制器或驅(qū)動器，通過改變電流的方向和大小來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和速度。常見的控制方式包括全步進(jìn)模式、半步進(jìn)模式、微步進(jìn)模式等，具體的控制方法和參數(shù)需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

5. 四相八拍步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?

四相八拍步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡單、精度高等，適用于需要高精度和可控性的應(yīng)用場景;缺點(diǎn)則包括轉(zhuǎn)矩較小、轉(zhuǎn)速較慢、容易發(fā)熱等，不適用于需要高速大功率輸出的應(yīng)用場景。

四相八拍步進(jìn)電機(jī)是一種常用的電機(jī)類型，具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域。掌握其工作原理和控制方法，有助于更好地應(yīng)用和優(yōu)化其性能。

步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理(單相勵(lì)磁)

下面使用下圖來介紹步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理。這是上一篇“步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)”中給出的兩相雙極型線圈每一相(一組線圈)的勵(lì)磁示例。該圖的前提是狀態(tài)從①到④變化。線圈分別由線圈1和線圈2組成。另外，電流箭頭表示電流流動方向。

①

?使電流從線圈1的左側(cè)流入，從線圈1的右側(cè)流出。

?勿使電流流過線圈2。

?此時(shí)，左線圈1的內(nèi)側(cè)變?yōu)镹，右線圈1的內(nèi)側(cè)變?yōu)镾。

?因此，中間的永磁體被線圈1的磁場吸引，變?yōu)樽髠?cè)S和右側(cè)N的狀態(tài)并停止。

②

?停止線圈1的電流，使電流從線圈2的上側(cè)流入，從線圈2的下側(cè)流出。

?上線圈2的內(nèi)側(cè)變?yōu)镹，下線圈2的內(nèi)側(cè)變?yōu)镾。

?永磁體被其磁場吸引，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°停止。

③

?停止線圈2的電流，使電流從線圈1的右側(cè)流入，從線圈1的左側(cè)流出。

?左線圈1的內(nèi)側(cè)變?yōu)镾，右線圈1的內(nèi)側(cè)變?yōu)镹。

?永磁體被其磁場吸引，順時(shí)針再旋轉(zhuǎn)90°停止。

④

?停止線圈1的電流，使電流從線圈2的下側(cè)流入，從線圈2的上側(cè)流出。

?上線圈2的內(nèi)側(cè)變?yōu)镾，下線圈2的內(nèi)側(cè)變?yōu)镹。

?永磁體被其磁場吸引，順時(shí)針再旋轉(zhuǎn)90°停止。

通過電子電路按照上述①至④的順序切換流過線圈的電流，即可使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。在該示例中，每一次開關(guān)動作會使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)90°。另外，當(dāng)使電流不斷流過某一線圈時(shí)，可以保持停止?fàn)顟B(tài)并使步進(jìn)電機(jī)具有保持轉(zhuǎn)矩。順便提一下，如果將流過線圈的電流順序反過來，則可以使步進(jìn)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵要點(diǎn)：

?在兩相雙極步進(jìn)電機(jī)中，按順序逐相進(jìn)行線圈勵(lì)磁會使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

?按相反的順序勵(lì)磁可以使步進(jìn)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。

四相步進(jìn)電機(jī)主要特征

1.一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,不累加。

2.允許出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的最高溫度。

由于步進(jìn)電機(jī)的高溫會使電機(jī)的磁性材料退磁,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩下降甚至步進(jìn)損耗,因此電機(jī)的出現(xiàn)所允許的最高溫度應(yīng)取決于電機(jī)不同磁性材料的退磁點(diǎn)。一般來說,磁性材料的退磁點(diǎn)在130度以上,有些甚至高達(dá)200攝氏度,因此步進(jìn)電機(jī)的外部溫度為80-90攝氏度。

3.步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而減小。

步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感形成反電勢;頻率越高,反電勢越大。在其作用下,相電流隨頻率(或速度)的增加而減小,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小。

4.步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運(yùn)行,但如果速度高于某一速度,則不能起動,并伴有哨聲。

由于四相步進(jìn)電機(jī)相位均勻,驅(qū)動電路的功率管為16,定子主極數(shù)為16,是兩相步進(jìn)電機(jī)的兩倍,因此驅(qū)動結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,僅用于特殊用途。

四相步進(jìn)電機(jī)簡單來說就是內(nèi)部引線不同的步進(jìn)電機(jī),四相步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部引線主要有5根,也有6根引線的步進(jìn)電機(jī)。相信通過文中對四相步進(jìn)電機(jī)的工作原理和四相步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)的介紹,大家對于四相步進(jìn)電機(jī)的了解會更進(jìn)一步。