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什么是步進(jìn)電機(jī)？

2021-12-24

步進(jìn)電機(jī)是以離散步長(zhǎng)移動(dòng)的直流電機(jī)。它們有多個(gè)線圈，這些線圈被組織成稱為“階段”的組。通過(guò)依次給每一相通電，電機(jī)將旋轉(zhuǎn)，一次一個(gè)步驟。

通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)，您可以實(shí)現(xiàn)非常精確的定位和/或速度控制。因此，步進(jìn)電機(jī)是許多精密運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的首選電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)有許多不同的尺寸和樣式以及電氣特性。本指南詳細(xì)介紹了為工作選擇合適的電機(jī)所需的知識(shí)。

A 4-phase unipolar motor.

Animation from Wikimedia Commons

步進(jìn)電機(jī)有什么用？

定位– 由于步進(jìn)電機(jī)以精確的可重復(fù)步驟移動(dòng)，因此它們?cè)谛枰_定位的應(yīng)用中表現(xiàn)出色，例如 3D 打印機(jī)、CNC、相機(jī)平臺(tái)和 X、Y 繪圖儀。一些磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器還使用步進(jìn)電機(jī)來(lái)定位讀/寫(xiě)磁頭。
速度控制– 精確的運(yùn)動(dòng)增量還允許對(duì)過(guò)程自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行出色的控制。
低速扭矩– 普通直流電機(jī)在低速時(shí)沒(méi)有很大的扭矩。步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)具有最大扭矩，因此它們是需要高精度低速應(yīng)用的理想選擇。

它們的局限性是什么？

低效率——與直流電機(jī)不同，步進(jìn)電機(jī)的電流消耗與負(fù)載無(wú)關(guān)。當(dāng)他們根本不做任何工作時(shí)，他們會(huì)汲取最大的電流。因此，它們往往很熱。
有限的高速扭矩– 一般來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)在高速時(shí)的扭矩比低速時(shí)的扭矩小。一些步進(jìn)器經(jīng)過(guò)優(yōu)化以獲得更好的高速性能，但它們需要與合適的驅(qū)動(dòng)器配對(duì)才能實(shí)現(xiàn)該性能。
無(wú)反饋——與伺服電機(jī)不同，大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有整體位置反饋。盡管運(yùn)行“開(kāi)環(huán)”可以達(dá)到很高的精度。為了安全和/或建立參考位置，通常需要限位開(kāi)關(guān)或“歸位”探測(cè)器。