步进电机的激磁方式

下表表示两相单极式步进电机的激磁方式及其特征。两相步进电机以基本步距角步进称为全步进驱动,其激磁方式有1相激磁方式和2相激磁方式两种。1相激磁方式为按1相激磁驱动顺序 来激磁。相对的,2相激磁为两个相线圈同时流入激磁电流。

步进电机激磁方式及其特征

1相激磁方式与2相激磁方式以相同电压驱动时,与2相激磁方式比较,1相输入电流为2相的1/2,转矩只不过减少1/√2,比2相激磁方式效率更好。但步进时的阻尼(衰减)稳定时间长些,而且输入频率与转子的共振频率相近,易产生共振,发生失步现象,故只能使用在特定的速度范围内。因此,除特殊用途外一般不使用。

相对的,2相激磁方式,转子步进时的阻尼好,输入范围宽时仍可安全运行,通常以全步进驱动,两相步进电机半步距驱动称为1-2相激磁方式,此为一相激磁与两相激磁交互通电驱动。此时,步距角为基本步距角的1/2。若1-2相欲得到与2相激磁时相同的速度,则输入脉冲频率需要2倍。转动角变小,转动变圆滑,转动时的振幅变小,常用于改善步进电机的振动。对位置精度控制而言,1-2相为2相分辨率的2倍,但其精度不佳,使用时要特别注意。

对平均输入功率P而言,1相激磁如为P,2相激磁为2P,1-2相激磁则为1.5P。速度-转矩特性与2相激磁比较,转矩变成70%左右。

1-2相激磁驱动的暂态特性

下图表示1-2相与2相激磁的频率-转矩特性比较。暂态特性在2相激磁时比1相激磁时稳定时间变小。

1-2相与2相激磁的速度-转矩特性比较

上图表示的是1.8°步距角的56mm两相HB型步进电机半步进1-2相激磁与全步进2相激磁的速度-转矩特性比较,根据比较发现,在130rpm~550rpm区间,1-2相激磁比2相激磁的转矩只不过低10%左右。对1.8°步距角的HB型步进电机,用全步进2相激磁运行时,在60rpm附近和在600rpm以上,因发生共振引起了转矩急剧下降。而半步进1-2相激磁驱动时,全部速度范围均比较平稳,没有出现共振现象。

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