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电机固有步距角

/inherent step angle of motor/
条目作者陈志辉

陈志辉

最后更新 2022-12-30
浏览 164
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每输入一个脉冲电信号步进电动机转子转过的角度。

英文名称
inherent step angle of motor
所属学科
电气工程

表示。电机固有步距角与控制绕组的相数、转子齿数和通电方式有关。步距角越小,运转的平稳性越好。

电机出厂时给出了一个步距角的值,如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为电机固有步距角,它不一定是电机工作时的实际步距角,实际步距角和驱动器有关。

步进电动机具有固定分辨率,如每转24步分辨率的步进电动机,步距角为15°。采用小步距角分几步来完成一定增量运动的优点是:运行时的过冲量小,振荡不明显,精度高。选用时应权衡系统的精度和速度要求。常见的有3°/1.5°,1.5°/0.75°,3.6°/1.8°。如,对于步距角为1.8°的步进电机(小电机),转一圈所用的脉冲数为n=360/1.8=200个脉冲。步距角的误差不会长期积累,只与输入脉冲信号数相对应,可以组成结构较为简单而又具有一定精度的开环控制系统,也可以在要求更高精度时组成闭环系统。

步距角的测定可以直接采用读数显微镜、光电编码器等精密测角设备,测出每个脉冲转过的角度。由于步进电动机接收一个脉冲信号,就要相应地转过一定的角度。在检查试验中也可以采用预置脉冲数的方法核对每转步数,间接检查步距角是否正确。其方法是:在转子的起始位置做好标记,经过个脉冲后,转子应仍回到初始位置。否则,需检查电动机的接线和运行方式,核对步距角值。

步距角的大小只有两种,即整步工作或半步工作,步距角由电动机结构所确定。如果要求步进电动机有更小的步距角,更高的分辨率(又称为脉冲当量),或者为减小电动机振动、噪声等原因,可以在每次输入的脉冲进行切换时,不是将绕组电流全部通入或切除,而是只改变相应绕组中额定的一部分,则对应电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分,转子的每步运行也只有步距角的一部分。这里,绕组电流不再是一个方波,而是变成了阶梯波,额定电流是台阶式的投入或切除,电流分成多少个台阶,则转子就以同样的次数转过一个步距角,这种将一个步距角细分成若干步的驱动方法,称为细分驱动。以三相反应式步进电动机为例说明。对应于半步工作状态,状态转换表为A—AB—B—BC—C—CA—…,如果要将每一步细分成四步走完,则可将电动机每相绕组的电流分四个台阶投入或切除。图中画出了四细分时各相电流的变化情况,横坐标上标出的数字为切换输入CP脉冲的序号,同时也表示细分后的状态序号。初始状态0为A相通额定电流,即,当第一个CP脉冲到来时,B相不是马上通额定电流,而是只通额定电流的四分之一,即,此时电动机的合成磁势由A相中与B相中共同产生。

三相六拍四细分各相电流波形图三相六拍四细分各相电流波形图

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