步进电机：工作原理图描述，特征

在现代电器使用多种不同设备，其中一些设计实现流程的自动化操作。 所以是步进电机。 该装置的操作的原理和本文中描述的设备。

这是什么？

所谓的电-机械装置的控制信号发送到 机械运动 的转子的。 每个运动在严格的规定的固定位置结束。 该设备是一种角度或线性的。 值得记住的是步进 马达，其原理的 下面将要说明的那样，是一种同步装置。

与开环控制系统（没有反馈）

大多数情况下，这种设备是由一个特殊的电子电路控制。 只喂交流电源。 这样的发动机通常用在要求频率控制旋转电路中。 这就避免了昂贵和复杂的反馈回路的需要，电机保护更容易（只需要提供快速断电）。

这种操作原理是在开放的通信系统中使用。 应该记住的是，该电路（无反馈回路）是从经济角度来看是有利的，但它有一些显著的局限性。

因此，转子的旋转是足够不稳定的，振荡，使得速度和在任何情况下，运动的其它特性可能不会像它们在直流电动机与一个反馈回路什么。 为了扩大寻找办法，以减少震动所需要的步进电机的范围。

系统配置

为了更好地理解步进电机及其操作原理的结构，可以考虑在其控制电路，这是大约20年前被用于穿孔卡片制造设备的操作。 为了这个目的，通常使用的三和四相步进电机。 现在我们考虑的第一个操作的方案。

我们已经提到的是，马达转子响应于每个控制脉冲以预定的距离旋转。 该旋转的值以度表示，被称为一个步骤。 信号采集期间所述逻辑电路被激活，然后立即确定正确的相对于激活。 在此之后，它发送一个信号给所述逆变器，充电电流，其中使用步进电机。 该设备的特点需要使用不同类型的控制方案的。 作为一项规则，后者被安装在普通的晶体管，尽管相对最近用于该目的 的集成电路。 凭借其高电势输出自动期望的相位励磁绕组（第一，例如）。 如果电势减小，有相位的自动禁用。 因此，实现电机保护。

由序数1，2，3等表示的相 或由字母A，B，C等 最后一个选项是只有在一些两相电机的情况下使用。 因此，在任何给定时间只有一个阶段（取决于发动机的类型）从两个，三个或四个可用通电。 在解释它被永久提到情况这样的设备的操作原理，但是应当理解的是，该电路是不是一个完美的过程控制。

而步长增量

最简单的选择是将单一的脉冲从控制电路馈送。 在这种情况下，例如，在发动机处于一旦使驱动链轮组装线在一定距离前方。 应当注意的是，进行前向大规模的机构时只有一步进一步加剧振动的问题，并有相当的惯性使自己的感觉。

在这种情况下，更合理的使用 步进电机， 它可以在一个驱动脉冲，使几个动作。 也不会伤害到使用明星细齿梳。 顺便说一句，每个这样的运动称为增量。

在所描述的情况下，我们分别增加等于一个几个步骤。 每个周期后，随时停止发动机，那么一切都再次重复。 这被分别称为增量流量和增量控制。

如果有任何运动在几个步骤中进行（如上所述），转子的振动是不可能的。 当单步运动，振荡具有用特殊的电子设备淬火。 一般步进电机（其中我们正在考虑的特性）高科技设备对他们的工作需要大量的复杂的电子“馅”。

总体控制原则

对于步骤在四个教区在部分生产线，装配线的数目中的一个增量。 当来自存储设备的数据（内部闪速存储器，所述计算机的硬盘）被发送至控制器，它们由块进行块。 它们中的每包含符号（32，48或64）的一个固定的数，在不同的系统和不同的分配装置这个数字可能严重地变化。

毫不奇怪，基于国产微机的Arduino在最近几年变得很普遍。 步进电机是本设计理想的，因为在这样的键合它可以容纳既作为推进系统用于玩具，以及用于相当复杂的工业设备。

的数据块是在所述控制器的半导体存储器其使用前转移，然后开始按照已被记录在所述第一数据块（连接电动机需要找出这些特性之前）的指令的移动。

指令执行系统之后开始读取第二数据数组。 如果每个移动由多个小步骤的话，则需要前主控制器安装额外级联。 大多数情况下它是由输入控制器执行的功能。 它发送数据到具有一定间隔指定的系统（Arduino的）第二控制回路。 在这种情况下，步进电机具有防过载请求。

一些使用SM的细节的

我们将告诉你一些采用步进电机，以及放弃在这方面的常用术语的定义的细微差别：

- 小俯仰角。 如你所知，每个驱动脉冲电机转子后，在一定的程度旋转。 该间距较小，较高的可即时速度。 重要的是要知道，步进电机可能提供一个非常小的一步是很重要的。 在这种情况下，步进编号是一步到位的圈数，这个值是工程师非常重要。 它是使用以下公式计算：

S = 360 /θS，其中S - 步数，θ - 步距角（旋转角）。

在大多数情况下，步进电机驱动器可以执行每转96，128或132的步骤。 四相模型有时只有一个周转在精密马达200稀有物种的差异可以立即进行到500或1000步。 然而，对于简单的物种是无法实现的，因为它们的旋转角度为90°，45°或15°。

- 高精度速度。 它是该参数决定了器件的总体质量。 你已经知道，步进电机的工作要求他停止，并在数据块之后的某个位置锁定。 当然，普通技工明确告诉我们，由于惯性，摩擦力等因素可能是各种各样的设定参数的偏差。

对不良事件的斗争

转子和定子齿之间的间隙始终为最小，以增加固定的刚性。 非常定位精度取决于逆变器而已，其它因素也受到影响的程度小得多的特征。

而现在需要考虑的一些重要功能和概念，如最大静力矩，所有这些规定的“死”转子和定位精度的规定。 确定上述条款，有两个立即接受的共同理念。

最大静态效果

正如我们已经说过，它只有两个位置：

• 护。 这是理论上可以施加到步进马达的轴的最大效果是，而不引起运动已经兴奋。
• 固定。 因此，它也是理论上可以应用到非激励马达轴，而不会造成进一步的旋转的最大静效果。

保持扭矩越高，引起不可预知的负载的定位误差的发生的概率（用于电动机拒绝电容器，例如）越低。 全部固定点仅在使用永磁铁发动机的那些模型是可能的。

“死”的转子位置

只有三个位置具有转子完全停止：

• 在平衡位置。 说到激动步进电机的完全停止。
• 固定。 另外，一个状态，其中转子停止。 但是，这个词只用于那些发动机，其设计具有永磁体。
• 在满足环境和能源安全的所有标准步进电机，现代模型时转子停止完全断电和缠绕。

关于定位精度

最后，让我们来谈谈最重要的概念。 它是关于定位精度。 你能猜出它是多么重要的操作复杂的工业设备时。 有两个重要的方面：

• 错误的角度位置。 它被定义为从标准角度的状态，这是经常出现在转子的转移从一个位置到另一个位置的情况下，正的或负偏离。 作为一项规则，指责惯性和坏的配件部分。
• 定位精度。 这是在步进移动的整个期间发生的错误的转子的角位置的最大值。

重要！ 查找步进电机的每一类监管信息可在其生产商的官方页面既，以及来自附带此类产品的参考文档。 典型地，该误差值是在从0.08至-0,03°的范围内。 简单地说，定位精度被计算为这两个数字的总和：0,08°+ 0,03°= 0,11°。

因此，步进电机，我们描述的工作原理指的是高精密设备。

电磁片刻至惯性矩的高比率

正如你已经表示，由一个步进马达被尽可能快地需要启动接收到控制脉冲的控制装置的后立即移动。 它必须以最快的速度停下来，具有定位精度高。 如果在运动控制脉冲序列被中断，电动机将停止在由最后的脉冲所确定的位置进行操作。

还应该记住，关系到在SE惯性力矩的电磁转矩应该比传统电机高出很多负担。

步进旋转频率和脉冲频率

由于旋转速度中的SM实际上是一个许多步骤每单位时间，而不是术语“速度”在文献中经常能够符合定义的“步进速度”。 在连接电机之前，这些细微之处必读。

由于多数步进电机，该频率等于控制脉冲的数量，不感到惊讶异常其在技术手册指定。 更具体地说，对于这样的发动机通常是单位赫兹（Hz）。

要明白，电机转子的步骤实际速度在任何情况下，不能反映原来是很重要的。 专家认为，没有理由不在步进电机的说明中使用的相同的每分钟，这是在常规的电机的技术特征的描述中使用的转。 实际速度以及其类似物步进使用下面的公式计算出的比率：

N = 60F / S，其中n - 转速，每分钟转数表示; 的F - 旋转频率的步骤; 的S - 步数。

顺便说一句，如何确定电动机所需的电容？ 很简单！ 这足以在这里使用这个公式：

C = 66·PNOM

这是不难猜测下PNOM意味着 额定功率 为kW电动机。

最简单的电动机连接图EM-178

而我们现在将考虑步进电机的型号EM-178，这是常用于工业打印机用一个简单的连接。

0期	白色控制器
阶段1	橙
第2阶段	您步进电机控制器连接到红
第3阶段	它连接到蓝色接口
共有“+”电源	棕色控制器

画上一个更大规模的处理是行不通的，因为现在有成千上万的各种型号，其中有显著差异的特点。

目前，各种类型的这种设计的马达。 在这篇文章中，我们将讨论最常见的。

喷气发动机

正是这种目前普遍使用的设备。 实际上，这几乎是标准的三相电动机，其上有六个定子极齿。 简单地说，每两颗牙齿，彼此相对的，属于同一阶段。 线圈所用串联或并联。

关于转子，那就只有四颗牙齿。 在大多数情况下，制造商的定子和转子由磁性材料制成的，但经常可以找到常规金属的仅仅大规模转子。 问题是，是进入他们制造的物质，只有一个重要的要求：他们应该提供磁场的最好的导电性。 操作直接相关的磁场强度：如果我们考虑步进电机这是非常重要的。

用永磁器件

由于转子采用的是磁铁圆筒形定子也有四颗牙齿独立包装。 为了显着减少俯仰角，在这些模型中步进电机必须增加的数量的转子磁极，而且数量的齿在定子上。 然而，应该记住，这两个选项是相当严格的物理限制。 在这篇文章的最后一段关于结构的替代（双极步进电机）的信息，但这些模型可以经常看到没有。

我们已经说过，步进装置具有永久磁铁在从卷绕张力除去即使当严格固定的位置停止。 在这种情况下，引发了相同的锁定机制，这是我们上面讨论 - 锁定位置。

使用永磁体是合理的方法很多，但与此同时，它们的使用可能会导致一些问题。 首先，价格是远远实惠。 顺便说一句，多少是步进电机？ 与永磁体价格车型超过100万个卢布。

其次，磁场的最大密度不能太高，因为此值由载体本身的磁化限制。 因此，相对廉价的永磁铁氧体磁体不允许以获得更多或更少的足够磁场强度。 什么有根据这个原理工作类型的电动机？

混合安装

还有另一种类型的步进电机，部分使用相同的原则。 混合型泵同时使用射流和 磁电机。

转子具有几乎相同的结构，所述反应性步进电机，但绕组是由一个稍微不同的电路构成。 每个极绕组的事实仅具有一个线圈（三相步进电机）。 由此不难猜测，在四阶段模型已经两个线圈缠绕。 绕组是由双线方案进行。 的特点是，不同的极性（双极步进电机）在所述线圈的激励的磁场。