国内生产步进电机的厂 家很多,其工作原理是是一样的,下面以国产某两相混合式步进电机42B Y G2 50C 及其驱动器SH20403为例介绍混合式步进电机的结构和驱动方法。
两相混合步进电机结构
工业控制中采用如图1所示的定子磁极上带有小齿,转子齿数很多的结构,其步距角可以做得很小。如图1两
相混合式步进电动机的结构图,和图2步进电机绕组接线图,A、B两相绕组沿径向分相,沿着定子圆周有8个凸出的磁极,1、3、5、7磁极属于A相绕组,2、4、6、8磁极属于B相绕组,定子每个极面上有5个齿,极身上有控制绕组。转子由环形磁钢和两段铁芯组成,环形磁钢在转子中部,轴向充磁,两段铁芯分别装在磁钢的两端,使得转子轴向分为两个磁极。转子铁芯上均匀分布50个齿,两段铁芯上的小齿相互错开半个齿距,定转子的齿距和齿宽相同。
两相混合式步进电机的工作过程
当两相控制绕组按
A相通电转子 N极端定转子平衡图。由于两段转子铁芯上的小齿相互错开半个齿距,在转子S极端, 磁极1’和5’产生的S极磁场,排斥转子S极,与转子正好是齿对槽,磁极3’和7’齿面产生N极磁场,吸引转子 S极,使得齿对齿。A相绕组通电时转子N极端、S极端转子平衡图如图3。
因转子上共有50个齿,其齿距角为360° /50=7.2°,定子每个极距所占的齿数为不是整数,因此当定子的A相通电,在转子N极,磁极1的5个齿与转子齿对齿,旁边的B相绕组的磁极2的5个齿和转子齿有1/4齿距的错位,即 1.8°,如图4所示 A相通电时定转子齿展开图画圆圈的地方,A相磁极3的齿和转子就会错位 3.6°,实现齿对槽了。磁力线是沿转子N端→A(1)S磁极→导磁环→A(3’)N磁极→转子S端→转子N端,成一闭合曲线 。当A相断电B相通电时,磁极2产生N极性,吸合离它最近的S极转子7齿,使得转子沿顺时针方向转过1.8°,实现磁极2和转子齿对齿,B相绕组通电定转子齿展开图如图5所示,此时磁极3和转子齿有1/4齿距的错位。
依次类推若继续按四拍的顺序通电,转子就按顺时针方向一步一步地转动,每通电一次即每来一个脉冲转子转过1.8°,即称步距角为1.8°,转子转过一圈需要360°/1.8°=200个脉冲(见图4、图5)。
在转子S极端也是同样道理,当绕组齿对齿时,其旁边一相磁极错位1.8°。3 步进电机驱动器步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大,使步进电机绕组按一定顺序通电,控制电机转动。步进电机 42BYG250C的驱动器为SH20403。为10V~40V直流供电, A 、A-、B 、B-端 子要连接步进电机的四条引线,DC 、DC-端子接驱动器工作直流电源,输入接口电路包括公共端(接输入端子电源正极)、脉冲信号输入端(输入一系列脉冲,内部分配以驱动步进电机A、B相)、方向信号输入端(可实现步进电机的正、反转)、脱机信号输入端。