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步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电动机又称脉冲电动机。 [1] 展开全文
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电动机又称脉冲电动机。 [1]
信息
外文名
stepping motor
别    称
脉冲电动机 [1]
工作原理
按电磁学原理,将电能转为机械能
中文名
步进电机
属    性
感应电机的一种
步进电机简介
步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。 [2]  步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。 [2]  我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步,七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段,新品种和高性能电机不断开发,目前,随着科学技术的发展,特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展,使步进电机在众多领域得到了广泛应用。 [2]  作为一种控制用的特种电机,步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源(步进电机驱动器)。在微电子技术,特别计算机技术发展以前,控制器(脉冲信号发生器)完全由硬件实现,控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改变控制方案就一定要重新设计电路。这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器,开发难度和开发成本都很高,控制难度较大,限制了步进电机的推广。 [2]  由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。 [2] 
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  • 步进电机

    2017-09-29 10:14:24
    步进电机

    1、步进电机

    • 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱
      动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

    2、步进电机分类

    步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)

    • A永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为 7.5 度 或 15 度;
    • B 反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为 1.5 度,但噪声
      和振动都很大。在欧美等发达国家 80 年代已被淘汰;
    • C 混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为 1.8 度而五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛,约占步进电机的97%以上。

    2.1反应式步进电机

    当某相线圈通电励磁后,吸引转子上的齿与通电的定子的磁极对齐,转子就转动一个角度,换一相通电时,转子又转动一个角度,各相线圈依次轮流通电,就实现转子连续转动。
    这里写图片描述

    反应式步进电机的转子是顺磁材料,在某一项通电时产生磁场,而磁场会经过磁阻小是路径,把转子转动一个角度。

    2.2永磁式步进电机

    当磁场发生变化进,转子的永磁体会随着磁场的变化而运动。

    这里写图片描述

    2.3混合式步进电机

    混合式步进电机是结合了两者的优点,在转子结构上有很大的改变。

    这里写图片描述

    3、步进电机相关概念

    • A 保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。
    • B 步距角:即在没有减速齿轮的情况下,对于一个脉冲信号,转子所转过的机械角度。
    • C 相数 : 所谓“相数”,就是线圈组数。 二、三、四、五相步进电机分别对应有2、3、4、5组线圈。
    • D 细分:步进电机通过细分驱动器的驱动,其步距角变小了。如驱动器工作在10细分状态时,其步距角只为‘电机固有步距角’的十分之一,也就是:当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,电机转动1.8°;而用细分驱动器工作在10细分状态时,电机只转动了0.18°。细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关。
    • E 丢步:步进电动机正常工作时,每接收一个控制脉冲就移动一个步距角,即前进一步。若连续地输入控制脉冲,电动机就相应地连续转动。步进电动机失步包括丢步和越步。丢步时,转子前进的步数小于脉冲数;越步时,转子前进的步数多于脉冲数。一次丢步和越步的步距数等于运行拍数的整数倍。丢步严重时,将使转子停留在一个位置上或围绕一个位置振动,越步严重时,将发生过冲.

    4、参考

    https://www.youtube.com/watch?v=hmP5CSIendo
    http://blog.sina.com.cn/s/blog_72ee273b0102wjf4.html
    https://www.youtube.com/watch?v=eyqwLiowZiU

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  • 定义: 指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、五相步进电机。2相步进电机表示使用2组线圈组数。3相步进电机使用3组线
  • 步进电机驱动方法,步进电机设计参数资料,步进电机细分
  • 步进电机的选型资料,可以根据选型资料,内有电机详细参数和步进电机的详细资料,电机尺寸示意图,还有步进电机运动系统的简介
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  • 步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化设备中。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动...
  • 步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。...

    步进电机

    1. 步进电动机也叫脉冲电机。
    2. 步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源步进电机驱动器。
    3. 步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。
    4. 步进电机相比于其他电机的区别是,可以将接收到的数字控制信号电脉冲信号转化角位移或线位移。
    5. 主要特性:
      ①步进电机必须加驱动才可以运转,驱动信号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候,步进电机静止,如果加入适当的脉冲信号,就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。
      ②三相步进电机的步进角度为7.5度,一圈360度,需要48个脉冲完成。
      ③步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
      ④ 改变脉冲的顺序,可以方便的改变转动的方向。 因此,打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。

    步进电驱动器

    • 1.步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速和定位的目的。
    • 2.步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。
    • 3.步进电机驱动器的原理,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。

    具体的更多内容可以点击下面链接自行查看。
    步进电机
    步进电机驱动器
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  • 市面上最常见的步进电机是混合式步进电机,所以说步进电机往往是默认是混合式步进电机了。大家经常说42步进电机,57步进电机等等是按照什么方式分类的?各种型号的步进电机的尺寸是多少?目前绝大多数步进电机的安装...

    市面上最常见的步进电机是混合式步进电机,所以说步进电机往往是默认是混合式步进电机了。大家经常说42步进电机,57步进电机等等是按照什么方式分类的?各种型号的步进电机的尺寸是多少?目前绝大多数步进电机的安装尺寸是有行业标准的,通常情况下是按照标准尺寸设计生产的,这样很方便客户替换产品。

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    步进电机有很多种分类方式,人们喜欢按照法兰尺寸给步进电机分类,按照法兰尺寸,现在市面上比较常见的混合式步进电机有20/25/28/35/36/39/42/57/60/86/110/130,也有比较少见的法兰尺寸,例如16/50/71/150等步进电机,现在我们介绍一下常见的混合式步进电机的尺寸。 我们说步进电机标准尺寸,主要体现在法兰外框尺寸和安装孔尺寸,电机轴径也相对标准,但电机出轴长度和形状就千差万别了,不可能全部说明,下面介绍的是比较常见的标准出轴尺寸。另外,因为每家模具不同,电机机身长都会有一定的差别,机身长度就不一一表示出来了。下面尺寸图的默认尺寸单位是mm。 20步进电机尺寸图 机身厚度一般28~48mm之间,也有厂家生产机身厚20mm的。

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    25步进电机尺寸图 25步进电机法兰有两种,其中一种的安装孔尺寸是和28步进电机一样的。机身厚度23.5~33mm,目前只有美蓓亚等少数厂家生产。

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    这种25步进电机和28步进电机安装孔尺寸一样

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    28步进电机尺寸图 28步进电机机身厚度一般在32~51mm之间。

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    35步进电机尺寸图 孔间距有26和29mm两种,中国国内以26mm为主。机身厚度一般在22~55mm之间。

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    这种孔间距29的35步进电机日本东方和信浓都有生产。

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    36步进电机尺寸图 36步进电机特点是机身薄,机身厚度12~20mm,可以改成和39步进电机一样的法兰。

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    39步进电机尺寸图 39步进电机孔间距和42步进电机一致,39力矩不够的话可以换42步进电机试试。39步进电机机身长一般在20~38mm之间。

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    42步进电机尺寸图 42步进电机机身长一般在22~60mm之间。三洋产品有机身长11.6mm的薄款产品,

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    这是插头式42步进电机代表尺寸图

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    这是引线式出线的42步进电机代表尺寸图

    50步进电机尺寸图:主要是日本东方和三洋公司在生产50步进电机。三洋的50步进电机机身长40~56mm,东方50步进电机机身长51.5和81mm。

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    57步进电机尺寸图:

    57步进电机的法兰外框尺寸其实不是57mm,而是56.4mm。轴径6.35mm和8mm都常用,机身长超过76mm这种扭矩大的57步进电机一般用用轴径8mm,但6.35mm是英制尺寸,在中国国内有逐步用轴径8取代6.35mm的倾向。57步进电机机身长一般42~77mm之间,也有厂家生产加长机身110mm的产品

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    这个是插头式57步进电机尺寸图

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    这个是引线式出线57步进电机尺寸图

    60步进电机尺寸图

    60步进电机机身长一般在43.5~88mm之间。 

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    86步进电机尺寸图

    86步进电机的轴径有很多种,除了下面尺寸图上的尺寸外,还有轴径9.525/12.7/15.875/16mm等尺寸,安装孔的孔径也有5.6/6.5mm等尺寸。86步进电机机身长一般在62.5~156mm

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    110步进电机尺寸图

    110步进电机早期有三洋的法兰尺寸106mm的,圆形机身,国内厂家没有采用这种尺寸,导致每家外形尺寸可能都不一样,同一家厂家的110步进电机安装孔间距也有89/93.3mm尺寸的,同一厂家不同时期可能使用了不同模具的铁芯,两相步进电机和三相步进电机的尺寸图也会不一样,所以要注意确认要采购厂家的实际外形尺寸!110步进电机机身长度一般在115~201mm之间。 

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    这个是国产110尺寸示例之一

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    这个是三洋的110步进电机尺寸图

    130步进电机尺寸图

    130步进电机可以说是中国的土特产,尺寸也是各有差别,两相130步进电机和三相130步进电机的尺寸也会不一样,下图是示例之一,具体选用时请注意确认目标供应商的实际产品尺寸。130步进电机主流以三相步进电机为主,机身长一般在139~221mm之间。

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空空如也

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