步进电机–类型、优势与应用
步进电机是一种机电设备，它将电能转换为机械能。它也是一种无刷同步电机，可以将整个旋转分为多个步长。只要适当地选择适合应用的尺寸，就可以在没有任何反馈机制的情况下精确控制电机的位置。步进电机类似于开关磁阻电机。
步进电机利用磁铁的工作原理，在提供电脉冲时使电机轴转动精确的距离。定子有八极，转子有六极。转子将需要24个电脉冲来移动这24个步骤，以使其旋转一整圈。换句话说，对于电机接收到的每个脉冲，转子将精确地移动15°。
步进电机
步进电机类型：
步进电机有三种主要类型，它们是：
永磁步进
混合同步步进
可变磁阻步进器
永磁步进电机：永磁电机在转子中使用永磁体(PM)，并通过转子PM与定子电磁体之间的吸引或排斥来工作。
可变磁阻步进电机：可变磁阻(VR)电机具有一个普通的铁转子，其运行原理是，磁阻最小，间隙最小，因此转子点被吸引到定子磁极上。
混合式同步步进电机：之所以命名为混合式步进电机，是因为它们结合了永磁(PM)和可变磁阻(VR)技术来在小尺寸封装中实现最大功率。
步进电机的优点：
电机的旋转角度与输入脉冲成正比。
电机在静止状态下具有满转矩。
精确的定位和运动的可重复性，因为好的步进电机的精度为步进的3 – 5%，并且该误差不会在一个步进到下一步进之间累积。
对启动，停止和反转具有出色的响应。
非常可靠，因为电机中没有接触刷。因此，电机的寿命仅取决于轴承的寿命。
电机对数字输入脉冲的响应提供了开环控制，使电机更简单且控制成本更低。
可以通过直接耦合到轴的负载实现极低速的同步旋转。
由于转速与输入脉冲的频率成正比，因此可以实现很大范围的转速。
应用范围：
- 工业机械 –步进电机用于汽车仪表和机床自动化生产设备。
- 安全性 –适用于安全行业的新监视产品。
- 医用 –步进电机可用于医用扫描仪，采样器，也可用于数字牙科照相，流体泵，呼吸器和血液分析机械。
- 消费类电子产品 –相机中的步进电机，用于自动数码相机的聚焦和变焦功能。
- 并且也有商务机器应用程序，计算机外围设备应用程序。
步进电机的操作：
步进电机的操作不同于直流电刷电机，后者在端子上施加电压时会旋转。另一方面，步进电机有效地具有多个齿状的电磁体，这些电磁体围绕中心齿轮状的铁片布置。电磁体由外部控制电路(例如微控制器)供电。
步进电机电路
为了使电机轴转动，首先要给一个电磁体通电，这会使齿轮的齿磁吸到电磁体的齿上。因此，齿轮的齿与第一个电磁体对齐时，它们会与下一个电磁体稍微偏移一点。因此，当下一个电磁体打开而第一个电磁体关闭时，齿轮略微旋转以与下一个电磁体对齐，然后从那里重复该过程。这些轻微旋转中的每一个都称为一个步骤，其中整数个步骤进行一个完整的旋转。这样，可以精确地转动电机。步进电机不会连续旋转，而是逐步旋转。有90 o的 4个线圈 彼此之间的夹角固定在定子上。步进电机的连接取决于线圈的互连方式。在步进电机中，线圈未连接在一起。电机有90 o的 旋转步长，线圈以周期性顺序通电，从而确定了轴的旋转方向。通过操作开关可以显示该电机的工作情况。线圈以1秒的间隔被串联激活。 每次激活下一个线圈时，轴就会旋转90 o。它的低速扭矩将直接随电流变化。
通过改变时钟脉冲进行步进电机控制
步进电机控制电路是一种简单且低成本的电路，主要用于低功率应用中。该电路如图所示，由555个定时器IC作为稳定的多谐振荡器。通过使用以下给定的关系来计算频率：
频率= 1 / T = 1.45 /(RA + 2RB)C其中RA = RB = R2 = R3 = 4.7千欧姆，C = C2 = 100 µF。
通过改变时钟脉冲进行步进电机控制
定时器的输出用作配置为环形计数器的两个7474双“ D”触发器(U4和U3)的时钟。最初接通电源时，仅设置第一个触发器(即，U3的引脚5上的Q输出为逻辑“ 1”)，其他三个触发器被复位(即，Q的输出为逻辑0) )。收到时钟脉冲后，第一个触发器的逻辑“ 1”输出将移至第二个触发器(U3的引脚9)。因此，逻辑1的输出在每个时钟脉冲中保持循环移位。ULN2003(U2)内的Darling-ton晶体管阵列将所有四个触发器的Q输出进行放大，并连接到ULN2003的橙色，棕色，黄色，黑色至16、15、14、13的步进电机绕组，红色连接至ULN2003的步进电机绕组。 + ve供应。
绕组的公共点连接到+ 12V直流电源，该电源也连接到ULN2003的引脚9。用于绕组的颜色代码可能有所不同。接通电源时，连接到第一个触发器的SET引脚和其他三个触发器的CLR引脚的控制信号变为“低”有效(由于R1-C1形成的上电复位电路组合)来设置第一个触发器，并重置其余三个触发器。复位时，IC3的Q1变为“高电平”，而所有其他Q输出变为“低电平”。可以通过按下重置开关来激活外部重置。通过按下复位开关，可以停止步进电机。松开复位开关，电机再次开始朝相同方向旋转。
现在，如果您对此主题或电气和电子项目有任何疑问，请对超级电机的类型及其应用有所了解。
TAG 步进电机
