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反应式、永磁式和混合式电机的构造原理

来源:我买仪器网    2017-02-07 17:17:39    关键字:   

    现在大家先容一下在检测仪器中常用的几种电机的原理,希翼对您有所帮助

步进电机的工作原理

    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。虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业常识。步进电机作为实行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

步进电机的工作原理

   步进电机在构造上有三种主要类型:反应式、永磁式和混合式反应式:定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。永磁式:永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。混合式:混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步距角小,但结构复杂、成本相对较高。按定子上绕组来分,共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占97%以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步距角为1.8°/步,配上半步驱动器后,步距角减少为0.9°,配上细分驱动器后其步距角可细分达256倍(0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因,实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。

步进电机功能模块设置

   本模块可分为如下3个部分:· 单片机系统:控制步进电动机;· 外围电路:PIC单片机和步进电动机的接口电路;· PIC程序:编写单片机控制步进电功机的接口程序,实现三角波信号的输出功能。(1)步进电动机与单片机的接口。单片机是性能极佳的控制处理器,在控制步进电机工作时,接口部件必须要有下列功能。①电压隔离功能。单片机工作在5V,而步进电机是工作在几十V,甚至更高。一旦步进电机的电压串到单片机中,就会损坏单片机;步进电机的信号会干扰单片机,也可能导致系统工作失误,因此接口器件必须有隔离功能。②信息传递功能。接口部件应能够把单片机的控制信息传递给步进电机回路,产生工作所需的控制信息,对应于不同的工作方式,接口部件应能产生相应的工作控制波形。③产生所需的不同频率。为了使步进电机以不同的速度工作,以适应不同的目的,接口部件应能产生不同的工作频率。(2)电压隔离接口。电压隔离接口专用于隔离低压部分的单片机和高压部分的步进电机驱动电路,以保证它们的正常工作。电压隔离接口可以用脉冲变压器或光电隔离器,基本上是采用光电隔离器。单片机输出信号可以通过TTL门电路或者直接送到晶体管的基极,再由晶体管驱动光电耦合器件的发光二极管。发光二极管的光照到光电耦合器件内部的光敏管上,转换成电信号,再去驱动步进电机的功率放大电路,电流放大接口是步进电机功放电路的前置放大电路。它的作用是把光电隔离器的输出信号进行电流放大,以便向功放电路提供足够大的驱动电流。(3)工作方式接口和频率发生器。用单片机控制步进电动机,需要在输入输出接口上用3条I/0线对步进电动机进行控制,这时,单片机用I/O口的RA0、RAI、RA2控制步进电动机的三相。

 

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