RM型(圆环形磁铁)步进电机的结构及特性

由于HB型步进电机转子上有许多齿,所以激磁磁通中会含有高次谐波。本节将介绍的RM型步进电机,其定子与HB型相同,圆柱形永磁转子的极数与HB型步进电机转子齿数相同。

RM型步进电机的结构

本课介绍的三相6主极结构的RM型步进电机比两相RM型步进电机的振动和噪音小,更适用于0A机、医疗器械、摄像机等。圆环形磁铁(Ring-permanent-Magnet,简称RM型)转子为PM型步进电机的转子的一种,磁铁内装磁轭。下图为RM型转子与HB型转子的外观图。

RM型与HB型步进电机的转子外观

三相RM型步进电机的结构如下图所示:

RM型步进电机的结构

两相PM型爪极步进电机的磁路由转子磁极的N极发出,不是回到相邻S极,而是由于磁路本身的构造,通过定子齿、定子轭、相间的定子齿返回到S极,再由内部磁轭回到N极。其磁通路径如上图的虚线所示。本结构由于其转子的圆柱形磁铁内部大部分为中空,故可做成低惯量转子。

此种步进电机与HB型步进电机的比较如下:

  1. 结构上,转子磁通接近正弦波分布,即转子没有齿,所以气隙磁通的分布接近正弦波,从而能降低振动和噪音,提高步距角的精度。
  2. 由上面的转子外观图看出,与定子所对转子磁极的面积约为HB型转子的两倍,使交链磁通增大。HB型转子表面齿槽关系只有50%,并且前后转子齿之间相差1/2节距,而RM型转子的表面100%通过有效磁通。
  3. HB型要通过轴向磁路形成三维磁路,并且定子铁心叠片很厚,磁通要垂直穿过铁心叠片;而RM型步进电机的转子磁路垂直于输出轴平面流通,定子磁路沿硅钢片压延方向形成,故磁路变短,磁阻减小。
  4. RM型的转子表面因没有HB型的软磁材料,所以没有磁阻、电感小,适用于高速运行。

从上述分析看出,该电机适用于高速、髙输出功率、低振动、低噪音场合。

与HB型比较,因磁极数的限制,难以达到高分辨率(微小步距角),所以要依据使用目的加以选择。

RM型步进电机的特性

使用同一个定子,当一相RM绕组通电时,其交链的磁通相当于hb的三相绕组的磁通。当三相RM型步进电机的转子由外部转矩驱动时,其相绕组的感应电压的波形如下图所示,RM型的电压波形接近正弦波,从而推出磁通的波形也是正弦波;相对的HB型电压波形与RM型比较略有畸变。

RM型与HB型步进电机的感应电压波形比较

其次,从RM型步进电机细分驱动效果看,下图为RM型步进电机进行步距角细分(10倍)与HB型步进电机的角度精度的比较,RM型步进电机经过细分控制的角度线性精度好于HB型步进电机。由于永磁体磁通的正弦分布,RM型可说是低振动、低噪音、高精度的步进电机。

微步进时得角度精度比较

近期热评