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常见的2相和5相步进电机,5相步进电机提供的性能优势有哪些?

发表时间:2021-10-23 17:00【 阅读量:-

  步进电机通常根据其结构中的相数进行分类,2相和5相版本是常见的设计。虽然2相版本的应用更广泛,但5相步进电机提供的性能优势使其成为某些应用的首选。混合式步进电机的基本结构包括两个转子杯,每个转子杯有50个齿。转子被永磁体轴向磁化,使一个杯的齿都是北极,另一个杯的齿都是南极。每个转子杯有50个齿,齿距或齿距为7.2(360÷50=7.2)。两个转子杯节距偏移,因此两个杯的组合充当具有50个极对(50组南北齿)的100齿转子。

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  定子由齿极组成,每个齿极都有一个绕组。在五相步进电机的情况下,有十个极,因此五相中的每一相由两个极组成,这两个极彼此形成180°角。当电流加到一相时,该相的两极被激发并磁化为北极或南极。

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  五相步进电机的转子和定子结构是指每个电流脉冲使转子移动1/10节距,步距角为0.72°。


  步距角=360°(2*#定子相*#转子极对)。


  步距角=360÷(2*5*50)=0.72。


  与步进角或分辨率为1.8°的两相电机相比,这个小步进角可以转化为更高的分辨率。微步进可使5相步进电机分辨率进一步降低250倍,步距角小至0.00288。


  五相步进电机的转矩脉动也较小,因此比其他设计具有更多的可用转矩。每相产生的扭矩贡献了电机的总输出扭矩。当每相通电且转子移动时,将产生正弦扭矩和位移曲线。每条相位曲线的差值代表电机的转矩脉动。相位对总扭矩的贡献越多,扭矩-位移曲线的差异越小,扭矩脉动越小。更低的扭矩波动也意味着更大的可用扭矩、更低的振动和更低的噪音。

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  步进电机的缺点之一是,如果它们过冲(步数过多)或欠冲(步数丢失),它们可能会失去同步。换句话说,马达可以根据驾驶员的命令物理地增加或减少步数。没有反馈设备,驾驶员无法检测到电机的错误位置。


  然而,对于5相步进电机,失去同步的可能性要小得多,因为它要求转子过冲超过螺距或下冲低于螺距。由于节距为3.6°,五相步进电机的步距角为0.72°,电机必须过冲或欠冲5步(3.6÷0.72=5步)才能失去同步,这在大多数合适尺寸的应用中是不太可能发生的。

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