五相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)有何區(qū)別？工作原理是什么？

我們選購(gòu)電機(jī)" target="_blank">步進(jìn)電機(jī)時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到這種字樣，即這個(gè)步進(jìn)電機(jī)是幾相的，這個(gè)相是什么意思呢?

所謂的相，就是電機(jī)內(nèi)部定子有幾對(duì)通電繞組。以最為常見的兩相步進(jìn)電機(jī)來說，它的內(nèi)部有四個(gè)通電繞組，即兩對(duì)，那就被稱為是兩相步進(jìn)電機(jī)。

在步進(jìn)通電工作時(shí)，每一相的兩個(gè)繞組都是一個(gè)磁極N，一個(gè)磁極S。

因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)子也是一半N一半S，所以就會(huì)遵循同極相斥異極相吸的原理運(yùn)動(dòng)起來。

我們依次讓兩個(gè)相分別通電，就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不斷跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。

如果我們改變通電繞組的電流方向，轉(zhuǎn)子就會(huì)反方向的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。

除了最為常見的兩相步進(jìn)以外，還有三相步進(jìn)電機(jī)、四相步進(jìn)電機(jī)、五相步進(jìn)電機(jī)等等，適合要求更高的電機(jī)使用場(chǎng)景。

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的電機(jī)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備中。根據(jù)相數(shù)的不同，步進(jìn)電機(jī)可分為單相、兩相、三相、四相和五相步進(jìn)電機(jī)。下面分別介紹這五種步進(jìn)電機(jī)在自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用。

一、單相步進(jìn)電機(jī)

單相步進(jìn)電機(jī)是最常用的步進(jìn)電機(jī)，它通常采用單相交流電源供電。單相步進(jìn)電機(jī)通過控制繞組的通電順序和電流的大小，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于單相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、控制方便，因此在自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的傳送帶、裝配機(jī)械臂、機(jī)器人等設(shè)備中，常常使用單相步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。

二、兩相步進(jìn)電機(jī)

兩相步進(jìn)電機(jī)通常采用兩相交流電源供電，其結(jié)構(gòu)比單相步進(jìn)電機(jī)更加復(fù)雜，可以提供更大的輸出轉(zhuǎn)矩和更高的控制精度。在兩相步進(jìn)電機(jī)中，兩個(gè)繞組相互垂直，通過控制兩個(gè)繞組的通電順序和電流的大小，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于兩相步進(jìn)電機(jī)的精度和輸出轉(zhuǎn)矩更高，因此在精密自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在數(shù)控機(jī)床、激光加工機(jī)、機(jī)器人等設(shè)備中，常常使用兩相步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。

三、三相步進(jìn)電機(jī)

三相步進(jìn)電機(jī)通常采用三相交流電源供電，其結(jié)構(gòu)比兩相步進(jìn)電機(jī)更加復(fù)雜，可以提供更大的輸出轉(zhuǎn)矩和更高的控制精度。在三相步進(jìn)電機(jī)中，三個(gè)繞組相互垂直，通過控制三個(gè)繞組的通電順序和電流的大小，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于三相步進(jìn)電機(jī)的精度和輸出轉(zhuǎn)矩更高，因此在精密自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等設(shè)備中，常常使用三相步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。

四、四相步進(jìn)電機(jī)

四相步進(jìn)電機(jī)通常采用四相交流電源供電，其結(jié)構(gòu)比三相步進(jìn)電機(jī)更加復(fù)雜，可以提供更高的控制精度和更細(xì)的步長(zhǎng)。在四相步進(jìn)電機(jī)中，四個(gè)繞組相互垂直，通過控制四個(gè)繞組的通電順序和電流的大小，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于四相步進(jìn)電機(jī)的精度更高，因此在高精度自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在打印機(jī)、掃描儀等設(shè)備中，常常使用四相步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。

五、五相步進(jìn)電機(jī)

五相步進(jìn)電機(jī)通常采用五相交流電源供電，其結(jié)構(gòu)比四相步進(jìn)電機(jī)更加復(fù)雜，可以提供更高的控制精度和更細(xì)的步長(zhǎng)。在五相步進(jìn)電機(jī)中，五個(gè)繞組相互垂直，通過控制五個(gè)繞組的通電順序和電流的大小，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)角度。由于五相步進(jìn)電機(jī)的精度更高，因此在高精度自動(dòng)化設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在精密數(shù)控機(jī)床、高精度機(jī)器人等設(shè)備中，常常使用五相步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。

總之，單相、兩相、三相、四相和五相步進(jìn)電機(jī)各有其特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。在自動(dòng)化設(shè)備中，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，選擇合適的步進(jìn)電機(jī)類型可以有效地提高設(shè)備的性能和控制精度。

步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有兩相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。

在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則‘相數(shù)’將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。

要是不計(jì)成本 用五相的會(huì)好很多，但是五相步進(jìn)及驅(qū)動(dòng)要比兩相步進(jìn)和驅(qū)動(dòng)貴很多。個(gè)人認(rèn)為現(xiàn)在步進(jìn)驅(qū)動(dòng)都是帶細(xì)分?jǐn)?shù)的，精度可以提高很多了 ，除非精度要求極高到納米級(jí)的。

步進(jìn)電機(jī)主要是按照相數(shù)來做分類，而其中又以二相、五相步進(jìn)電機(jī)為目前市場(chǎng)上所廣泛采用。兩相步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)最細(xì)可分割為400等分，五相則可分割為1000等分，所以表現(xiàn)出來的特性以五相步進(jìn)電機(jī)較佳、加減速時(shí)間較短、動(dòng)態(tài)慣性較低。

兩相和五相步進(jìn)電機(jī)區(qū)別：

兩相電機(jī)成本低，但在低速時(shí)的震動(dòng)較大，高速時(shí)的力矩下降快。五相電機(jī)則振動(dòng)較小，高速性能好，比二相電機(jī)的速度高30~50%，可在部分場(chǎng)合取代伺服電機(jī)。

兩相/五相步進(jìn)電機(jī)差異比較：

電機(jī)構(gòu)造方面：

二相步進(jìn)電機(jī)：8個(gè)主極?4相(二相)4極線圈

五相步進(jìn)電機(jī)：10個(gè)主極?5相二極線圈

分解能方面：

二相步進(jìn)電機(jī)：1.8°/0.9°(200、400分割/圈)

五相步進(jìn)電機(jī)：0.72°/0.36°(500、1000分割/圈)，較二相步進(jìn)電機(jī)高出2.5倍

控制精度不同：兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6°、1.8°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72°、0.36°

振動(dòng)性方面：

二相步進(jìn)電機(jī)：100-200pps之間為低速共振領(lǐng)域，振動(dòng)較大，無顯著共振點(diǎn)

五相步進(jìn)電機(jī)：低振動(dòng)，速度—轉(zhuǎn)矩特性，高速度、高轉(zhuǎn)矩;

兩相電機(jī)成本低，但在低速時(shí)的震動(dòng)較大，高速時(shí)的力矩下降快。五相電機(jī)則振動(dòng)較小，高速性能好，比2相電機(jī)的速度高30~50%，可在部分場(chǎng)合取代伺服電機(jī)。