東莞市達(dá)進(jìn)電氣有限公司

現(xiàn)較常用的步進(jìn)馬達(dá)有反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)(VR)、永磁式步進(jìn)馬達(dá)(PM)、混合式步進(jìn)馬達(dá)(HB)和單相式步進(jìn)馬達(dá)等。其中，永磁式步進(jìn)馬達(dá)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度;反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩;混合式步進(jìn)馬達(dá)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)馬達(dá)的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案所選用的步進(jìn)馬達(dá)。

步進(jìn)馬達(dá)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。步進(jìn)馬達(dá)當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)馬達(dá)就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為"步距角")，步進(jìn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的 。

步進(jìn)馬達(dá)是行業(yè)中人士對(duì)"步進(jìn)電機(jī)"的另一種稱呼，步進(jìn)馬達(dá)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，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給馬達(dá)加一個(gè)脈沖信號(hào)，馬達(dá)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)馬達(dá)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)馬達(dá)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。

步進(jìn)馬達(dá)是一種感應(yīng)馬達(dá)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)馬達(dá)供電，步進(jìn)馬達(dá)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)馬達(dá)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器

雖然步進(jìn)馬達(dá)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)馬達(dá)并不能象普通的直流馬達(dá)，交流馬達(dá)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)馬達(dá)卻非易事，它涉及到機(jī)械、馬達(dá)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。

步進(jìn)馬達(dá)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(及步進(jìn)角)。您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

步進(jìn)馬達(dá)分三種:永磁式(PM) ，反應(yīng)式(VR)和混合式(HB)。 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度;反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家80年代已被淘汰;混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)馬達(dá)的應(yīng)用最為廣泛。

步進(jìn)馬達(dá)溫度過高首先會(huì)使馬達(dá)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此馬達(dá)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同馬達(dá)磁性材料的退磁點(diǎn);一般來講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)馬達(dá)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

步進(jìn)馬達(dá)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來克服:

A.如步進(jìn)馬達(dá)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū);

B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法;

C.距角更小的步進(jìn)馬達(dá)，如三相或五相步進(jìn)馬達(dá);

D.換成交流伺服馬達(dá)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高;

E.在馬達(dá)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。

步進(jìn)馬達(dá)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)(請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn))，其主要目的是減弱或消除步進(jìn)馬達(dá)的低頻振動(dòng)，提高馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。比如對(duì)于步進(jìn)角為1.8° 的兩相混合式步進(jìn)馬達(dá)，如果細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4，那么馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個(gè)脈沖0.45°，馬達(dá)的精度能否達(dá)到或接近0.45°，還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大;細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。

步進(jìn)馬達(dá)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)馬達(dá)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)馬達(dá)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。