混合式步进电机的结构和驱动是什么？

今天，小编将在这篇文章中为大家带来混合式步进电机的有关报道，通过阅读这篇文章，大家可以对它具备清晰的认识，主要内容如下。

一、混合式步进电机的结构和驱动是什么?

工业控制中采用的两相混合步进电机通常在定子磁极上带有小齿，转子齿数很多的结构，其步距角可以做得很小。

两相混合式步进电动机的结构图，A、B两相绕组沿径向分相，沿着定子圆周有8个凸出的磁极，1、3、5、7磁极属于A相绕组，2、4、6、8磁极属于B相绕组，定子每个极面上有5个齿，极身上有控制绕组。转子由环形磁钢和两段铁芯组成,环形磁钢在转子中部，轴向充磁，两段铁芯分别装在磁钢的两端，使得转子轴向分为两个磁极。转子铁芯上均匀分布50个齿，两段铁芯上的小齿相互错开半个齿距，定转子的齿距和齿宽相同。

当两相控制绕组按正确的的次序轮流通电，每拍只有一相绕组通电，四拍构成一个循环。当控制绕组有电流通过时便产生磁动势，它与永久磁钢产生的磁动势相互作用，产生电磁转矩，使转子产生步进运动。当A相绕组通电时，在转子N极端磁极1上的绕组产生的S磁极吸引转子N极，使得磁极1下是齿对齿，磁力线由转子N极指向磁极1的齿面，磁极5下也是齿对齿，磁极3和7是齿对槽。

A相通电转子 N极端定转子平衡图。由于两段转子铁芯上的小齿相互错开半个齿距，在转子S极端， 磁极1’和5’产生的S极磁场，排斥转子S极，与转子正好是齿对槽，磁极3’和7’齿面产生N极磁场，吸引转子 S极，使得齿对齿。A相绕组通电时转子N极端、S极端转子平衡图。

因转子上共有50个齿，其齿距角为360° /50=7.2°，定子每个极距所占的齿数为不是整数，因此当定子的A相通电，在转子N极，磁极1的5个齿与转子齿对齿，旁边的B相绕组的磁极2的5个齿和转子齿有1/4齿距的错位，即 1.8°，A相通电时定转子齿展开图画圆圈的地方，A相磁极3的齿和转子就会错位 3.6°，实现齿对槽了。磁力线是沿转子N端→A(1)S磁极→导磁环→A(3’)N磁极→转子S端→转子N端，成一闭合曲线 。当A相断电B相通电时，磁极2产生N极性，吸合离它最近的S极转子7齿，使得转子沿顺时针方向转过1.8°，实现磁极2和转子齿对齿，B相绕组通电定转子齿展开图如图5所示，此时磁极3和转子齿有1/4齿距的错位。

依次类推若继续按四拍的顺序通电，转子就按顺时针方向一步一步地转动，每通电一次即每来一个脉冲转子转过1.8°，即称步距角为1.8°，转子转过一圈需要360°/1.8°=200个脉冲。

在转子S极端也是同样道理，当绕组齿对齿时，其旁边一相磁极错位1.8°。3 步进电机驱动器步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电,控制电机转动。步进电机 42BYG250C的驱动器为SH20403。为10V～40V直流供电， A+、A-、B+、B-端 子要连接步进电机的四条引线，DC+、DC-端子接驱动器工作直流电源，输入接口电路包括公共端(接输入端子电源正极)、脉冲信号输入端(输入一系列脉冲，内部分配以驱动步进电机A、B相)、方向信号输入端(可实现步进电机的正、反转)、脱机信号输入端。

二、混合式步进电机对微型步进电机的影响

随着混合式步进电机技术的出现，微型电机开始应用于医疗设备和实验室自动化领域，特别是需要高精度的应用，如微型泵、流体计量和控制、夹管阀和光学传感器控制。微型步进电机甚至可以融入电动手动工具，如电子移液管，其中混合步进电机以前是不可能集成。

小型化是许多行业持续关注的问题，也是近年来的主要趋势之一，用于生产、测试还是日常实验室使用，运动和定位系统都需要更小、更强大的电机。电机行业设计和制造小型步进电机已经有很长一段时间了，足够小的电机在许多应用中仍然不存在。在电机足够小的情况下，它们缺乏应用所需的规格，例如提供市场上具有竞争力所需的足够大扭矩或速度。可悲的选择是使用一个大框架步进电机和收缩周围的所有其他组件，往往通过特殊的支架和安装额外的硬件。在这个小范围内进行运动控制极具挑战性，迫使工程师们在设备的空间结构上做出妥协。

标准无刷直流电机在结构和机械上都是自支撑的，转子通过两端的端盖悬挂在定子内部，任何需要连接的外设，通常都用螺栓固定在端盖上，端盖很容易地占到电机总长度的50%。无框架电机通过不需要额外的安装支架、板或支架来减少浪费和冗余，设计所需的所有结构和机械支撑都可以直接集成到电机内部。这样做的好处是，定子和转子可以无缝地集成到系统中，在不牺牲性能的情况下减小了尺寸。

步进电机的小型化具有挑战性，电机的性能与其尺寸直接相关，随着机架尺寸的减小，转子磁铁和绕组的空间也随之减小，这不仅会影响可用的最大扭矩输出，还会影响电机的运行速度。过去试图制造一个NEMA6尺寸混合步进电机，大多数都失败了，因此表明NEMA6的框架尺寸太小，无法提供任何有用的性能。通过应用在定制设计方面的经验和几个学科的专业知识，电机行业能够成功地创造出一种在其他领域失败的混合式步进电机技术，NEMA 6型步进电机不仅能在高速下提供大量可用的动态扭矩，而且还提供高水平的精度。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对混合式步进电机已经具备了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。