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步进马达简介

步進馬達簡介

馬達在工廠自動化中扮演著十分重要的角色,馬達的種類由結構上與控制方法上可分成直流馬達、交流馬達、伺服馬達以及步進馬達。

其中若以動力輸出的觀點而言,直流馬達、交流馬達有較佳的動力輸出;但若以控制精度的方向來看,則伺服馬達及步進馬達應該是較佳的選擇。

1. 步進馬達必須加驅動電路才能轉動,驅動電路的信號輸出端,必須輸入脈波信號,若無脈波輸入時,則轉子保持一定的位置,維持靜止狀態;反之,若加入適當的脈波信號時,則轉子是以一定的角度(稱為步角)轉動。故若加入連續脈波時,則轉子旋轉的角度與脈波頻率成正比。

2. 步進馬達的一步角一般為1.8度,及一周為360度,需要200步進才完成1轉。

3. 步進馬達具有瞬間啟動與急速停止之優越特性。

4. 改變線圈激磁的順序,可以較輕易的改變馬達的轉動方向。

步進馬達依照靜子線圈的相數多寡可分為單相、雙相、三相、四相和五相等。一般小型的步進馬達以四相式為準,這類的馬達在定字上有四組相對應的線圈,分別提供相差90度相位的電力。

當馬達單相激磁時,這四組線圈可在各相的對應處停住轉子,當下一個脈衝來到時,轉子轉動一個角度,這種角度稱為步進角。步進角的計算公式如下:

步進角= 360度/ 寸動數= 360度/ (相數X 轉子齒數)

寸動數:步進馬達每週所轉動的步數,就是相數和轉子齒數的乘積。

步進馬達的激磁方式可依靜子線圈產生磁場的方向分為單極激磁和雙極激磁,在此我們只介紹單極激磁。

如前面圖4-6.4即為四相步進馬達的單極激磁驅動電路;單極激磁依各相之間激磁順序的不同,可分為一相激磁、二相激磁及一、二相激磁三種。

1.一相激磁

马达输入脉波每次只流过1个线圈,所以马达得到的输出转矩较小,但是由于流过电流小,所以温升效应较好,而且步进马达角度误差也较好。一般除了不要求转矩以外,很少使用。

圖(a),一相激磁.在任何時間,只有一組定子線圈激磁,激磁相序依A(Φ1)、

B(Φ2)、`A(Φ3)、`B(Φ4),則步進馬達順時鐘(CW)轉動.

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