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混臺式步進電動機工作原理

混合式步進由定子和轉子組成。定于鐵心與反應式步進電動機相同,每個極上有小齒和控制繞組。轉子的結構與水久磁鋼的電磁減速式相同。以兩相混合式步進電動機為例,其結構原理如圖1所示。

圖1 混合式步進電動機結構原理圖

a) s極性轉子徑向剖面圖 b)軸向視圖 c)n極性轉子段徑向剖面圖

轉子為對稱的兩段磁鋼,軸向充電后,—段是n極,另一段是s極。定子對應轉子也分兩段,但實際上按一段處理,兩段定子鐵心上裝有同一個兩相對稱控制繞組、如圖1b)所示,

轉子上均勻分布著小齒,定子上均勻分布著8個磁極,每個磁極上也有小齒,定于和轉子上的齒寬和齒距嚴格相等,兩段定子磁極鈾向中心線應嚴格對齊,不允許產(chǎn)生任何錯位。兩段轉子軸向中心線彼此錯開半個齒距,定子上8個磁極每個磁極安裝一個線圈,每個線圈貫通前后兩段定子。8個線圈按一定方式連接,如圖2所示,圖中“*”表示同名端連接。1—3—5—7磁極上的繞組組成a相控制繞組,2—4—6—8磁極上的繞組組成b相控制繞組。當開關s1和s3閉合時,定子上的磁極1—3—5—7的極性為n—s—n—s,稱為a相通正電。 當s2和s4閉合時,4個線圈中

的電流反向,磁極1—3—5—7上的極性為s—n—s—n,稱為a相通負電。當相繞組中的開關s5和s7閉合時,2—4—6—8磁極的極性也為n—s—n—s,稱為b相通正電。s6和s8閉合時,其極性也為s—x—s—n,稱為b相通負電,如圖1a)和c)所示。

圖2 兩相繞組接線圖

設a相通正電時,轉子位置為平衡位置。此時定子磁極1和5上的齒在a端與轉子齒對齊,在b端與轉子槽對齊,磁極3和7上的齒與b端上的轉子齒及a端上的轉子槽對齊,而b相4個極(2,4,6,8)上的齒與轉子都錯開1/4齒距,由于定子同一個極的兩端極性相同,轉子兩端極性相反、但錯開半個齒距,所以當轉子偏離平衡位置時、兩端作用轉矩的方向是一致的。在同一端,定子第一個與第三個極的極性相反,轉子同—端極性相同,但第一極和第三極下定、轉子小齒的相對位置錯開了半個齒距,所以作用轉矩的方向也是一致的。

當給電動機定子各相繞組以a正→b正→a負→b負→a正的順序輪流循環(huán)加直流電脈沖時,由于電動機的上述錯齒結構和線圈連接方式,迫使轉子以1/4齒距的齒距角沿某一方向運轉。

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本文標簽:混臺式步進電動機工作原理
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