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VR型可变磁阻反应式步进电机的结构和工作原理

2016.02.21 10:20 评论:0

转子由硅钢片或电工纯铁棒等导磁体构成,转子外表面为多齿结构(转子的齿槽在转动时产生磁阻变化故称为变磁阻电机,简称VR,也称反应式步进电机)。当定子线圈通电时,定子磁极磁化,吸引转子齿而产生转矩,使其移动一步。与永磁电机产生磁性吸引转矩和排斥转矩相比,VR型只产生吸引转矩。

如下图所示VR型变磁阻反应式步进电机的结构和工作原理。图中的上图,定子上均匀分布了12个磁极,每个磁极相距30°,相差90°(间隔三个槽)的四个线圈组成一相绕组。转子齿数为8,当一相绕组通电时,其定子极吸引转子齿,使气隙磁阻最小达到静止位置。

VR型可变磁阻反应式步进电机的结构和工作原理

下面,从步骤1到步骤3来说明VR型变磁阻反应式步进电机的工作原理。

第一步:为第1相线圈的简化图,剖面线表示第1相定子激磁,转子被第1相定子磁极吸引,转子齿转到定子磁极之下。

第二步:第1相绕组电流关闭,第2相绕组通电,转子逆时针旋转一步(15°),旋转至第2相定子磁极之下停止。

VR变磁阻反应式步进电机的步距角不能直接用上一篇中的θs=180°/PNr公式来计算,而是式θs=180°/PNr计算值的两倍。即分辨率与永磁式比较,虽然转子齿数相同,但VR型只有 1/2。

第三步:同样给第3相绕组通电,转子同样逆时针旋转15°,与定子第3相磁极相对位置停止。下一刻,第1相绕组通电,又由步骤3的转子位置逆时针旋转15°到第1相定子磁极下,恢复到步骤1状态。依次进行不断切换激磁相,1相、2相、3相、1相……转子逆时针旋转。此为VR型步进电机的工作原理。

如顺时针方向旋转,换相顺序为1相、3相、2相。此时,步距角为转子齿节距的1/3,即齿节距被相数除得到步距角,输出转矩与永磁电机不同,其与激磁电流的平方成正比。

VR型变磁阻反应式步进电机因不使用永久磁铁,其定转子磁场强度与激磁电流成正比,要想增大磁场强度,就需要很大的激磁电流,因此,通常有较高温升。