步進(jìn)電機(jī)類型及其辨別

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)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于控制脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)。

脈沖數(shù)越多，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大。

脈沖的頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，但不能超過最高頻率，否則電機(jī)的力矩迅速減小，電機(jī)不轉(zhuǎn)。

反應(yīng)式：轉(zhuǎn)子無繞組，由被激磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行。

功率式：輸出力矩在5~50N·m以上，可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)等較大的負(fù)載。

軸向分相：電機(jī)各相繞組按軸向依次排列。

徑向分相：電機(jī)各相繞組按圓周依次排列。

電機(jī)：轉(zhuǎn)子(有齒輪)、定子(繞有線圈)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類：

通常按勵(lì)磁方式分為三大類：

(1)反應(yīng)式(VR)：

轉(zhuǎn)子為軟磁材料，無繞組，定、轉(zhuǎn)子開小齒、步距小。應(yīng)用最廣。

(2)永磁式(PM)：

轉(zhuǎn)子為永磁材料，轉(zhuǎn)子的極數(shù)=每相定子極數(shù)，不開小齒，步距角較大，力矩較大。

(3)混合式(HB)：

轉(zhuǎn)子為永磁式、兩段，開小齒，混合反應(yīng)式與永磁式優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩大、動(dòng)態(tài)性能好、步距角小。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

步進(jìn)電機(jī)類型及其辨別：

對(duì)于業(yè)余愛好者來說，最容易得到的步進(jìn)電機(jī)是單極性(又稱雙線或4相)和雙極性(又稱單線或兩相)步進(jìn)電機(jī)。

一、單極性步進(jìn)電機(jī)

這種步進(jìn)電機(jī)之所以稱為單極性是因?yàn)槊總€(gè)繞組中電流僅沿一個(gè)方向流動(dòng)。它也被稱為兩線步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)樗缓袃蓚€(gè)線圈。兩個(gè)線圈的極性相反，卷繞在同一鐵芯上，具有同一個(gè)中間抽頭。單極性步進(jìn)電機(jī)還被稱為4相步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)樗?個(gè)激勵(lì)繞組。單極性步進(jìn)電機(jī)的引線有5或6根。

如果步進(jìn)電機(jī)的引線是5根，那么其中一根是公共線(連接到V+)，其他4根分別連到電機(jī)的4相。如果步進(jìn)電機(jī)的引線是6根，那么它是多段式單極性步進(jìn)電機(jī)有兩個(gè)繞組，每個(gè)繞組分別有一個(gè)中間抽頭引線。但是如何分辨這些引線呢?請(qǐng)繼續(xù)讀下述內(nèi)容。

1.分辨5線單極性步進(jìn)電機(jī)接頭

為了找出正確的引線順序并使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要一塊電池和一段膠帶(當(dāng)然也需要一個(gè)5引線步進(jìn)電機(jī))。備好記號(hào)筆來標(biāo)注引線以便分辨它們。按以下步驟操作：

①用數(shù)字萬用表找到公共線。其他引線與 公共線之間的電阻測量值都相同。將此線連接到電池的V+。5V或6V就足夠測試用了。

②膠帶粘貼到步進(jìn)電機(jī)的輸出鈾上，并使它垂直于軸端伸出成為一個(gè)標(biāo)志。此標(biāo)志的作用在于判斷電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。

③任意挑出一條引線稱之為相1。若將此線接地，則電機(jī)輸出軸將做輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)被鎖定在相1的位置上。

④取另一根引線并將其接地，仔細(xì)觀察輸出軸上的膠帶。如果輸出軸向右輕微地旋轉(zhuǎn)，那么此根引線是相2。如果輸出軸向左輕微地旋轉(zhuǎn)，那么此根引線是相4。如果輸出軸不旋轉(zhuǎn)，那么此根引線就是相3。

2.分辨6線單極性步進(jìn)電機(jī)接頭

回收打印機(jī)舊電機(jī)時(shí)最常遇到這種類型的單極性步進(jìn)電機(jī)。6線單極性步進(jìn)電機(jī)通常看起來像是兩個(gè)單段式電機(jī)疊放在一起，每個(gè)單段有3根線引出。這種步進(jìn)電機(jī)的引線非常容易分辨。

分辨6線步進(jìn)電機(jī)引線順序的工作相當(dāng)簡單。如果它的結(jié)構(gòu)形式是多段式步進(jìn)電機(jī)，那么引線的順序?qū)嶋H上已經(jīng)給出了，用數(shù)字萬用表可以找出每對(duì)繞組的公共線。只要保持繞組對(duì)的兩根引線對(duì)應(yīng)一致，它們的順序并無關(guān)緊要，僅會(huì)影響電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向而已。

如果不是多段式的6線步進(jìn)電機(jī)，可以按以下步驟確定繞組對(duì)的引線：

①使用數(shù)字萬用表找出每對(duì)繞組的公共端。

②照上述方法能找出兩個(gè)繞組對(duì)，分隔它們并加以標(biāo)記。請(qǐng)將其中一個(gè)繞組對(duì)標(biāo)記為A和C(也可以是1和3)，另一個(gè)標(biāo)記為B和D(也可以是2和4)。在每一對(duì)繞組中，哪條引線是何順序并不重要，只要成對(duì)就足夠了。

二、雙極性步進(jìn)電機(jī)

雙極性步進(jìn)電機(jī)之所以如此命名，是因?yàn)槊總€(gè)繞組都可以兩個(gè)方向通電。因此每個(gè)繞組都既可以是N極又可以是S極。它又被稱為單繞組步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)槊繕O只有單一的繞組，它還被稱為兩相步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)榫哂袃蓚€(gè)分離的線圈。

雙極性步進(jìn)電機(jī)有四根引線，每個(gè)繞組兩條。與同樣尺寸和重量的單極性步進(jìn)電極相比，雙極性步進(jìn)電機(jī)具有更大的驅(qū)動(dòng)能力，原因在于其磁極(不是中間抽頭的單一線圈)中的場強(qiáng)是單極性步進(jìn)電機(jī)的兩倍。雙極性步進(jìn)電機(jī)的每個(gè)繞組需要一個(gè)可逆電源，通常由H橋驅(qū)動(dòng)電路提供。由于雙極性步進(jìn)電機(jī)比單極性步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩大，因此總是應(yīng)用于空間有限的設(shè)計(jì)中。這也是軟盤驅(qū)動(dòng)器的磁頭步進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)之所以總是采用雙極性步進(jìn)電機(jī)的原因。

可以相當(dāng)簡單地使用數(shù)字萬用表來查找兩個(gè)繞組。如果在某兩根引線之間能夠測量到阻值，那么這兩根引線之間就屬于一個(gè)繞組，其他兩根線之間是另外一個(gè)繞組。雙極性步進(jìn)電機(jī)的步距通常是1.8°，也就是每周200步。