簡述步進電機的工作原理
步進電機原理:
步進電機基於最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由迴轉的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。
步進電機相對於其它控制用途電機的最大區別是,它接收數字控制信號(電脈衝信號)並轉化成與之相對應的角位移或直線位移,它本身就是一個完成數字模式轉化的執行元件。而且它可開環位置控制,輸入一個脈衝信號就得到一個規定的位置增量,這樣的所謂增量位置控制系統與傳統的直流控制系統相比,其成本明顯減低,幾乎不必進行系統調整。步進電機的角位移量與輸入的脈衝個數嚴格成正比,而且在時間上與脈衝同步。因而只要控制脈衝的數量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。
步進電機控制技術及發展概況
作爲一種控制用的特種電機,步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作,必須使用專用的驅動電源(步進電機驅動器)。在微電子技術,特別計算機技術發展以前,控制器(脈衝信號發生器)完全由硬件實現,控制系統採用單獨的元件或者集成電路組成控制迴路,不僅調試安裝複雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之後,要改變控制方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發不同的驅動器,開發難度和開發成本都很高,控制難度較大,限制了步進電機的推廣。
由於步進電機是一個把電脈衝轉換成離散的機械運動的裝置,具有很好的數據控制特性,因此,計算機成爲步進電機的理想驅動源,隨着微電子和計算機技術的發展,軟硬件結合的控制方式成爲了主流,即通過程序產生控制脈衝,驅動硬件電路。單片機通過軟件來控制步進電機,更好地挖掘出了電機的潛力。因此,用單片機控制步進電機已經成爲了一種必然的趨勢,也符合數字化的時代趨。
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