什么是混合式步進(jìn)電機(jī)?混合式步進(jìn)電機(jī)工作原理圖解

    與磁阻式一樣,，混合式電機(jī)也由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,。常見的定子有8個極或4個極，極面上均布一定數(shù)量的小齒,，極上線圈能以兩個方向通電,，形成a相和a相，b相和b相。它的轉(zhuǎn)子也由圓周上均布一定數(shù)量小齒的兩塊齒片等組成,。這兩塊齒片相互錯開半個齒距,。兩塊齒片中間夾有一只軸向充磁的環(huán)形永久磁鋼。很明顯,，同一段轉(zhuǎn)子片上的所有齒都具有相同極性,，而兩塊不同段的轉(zhuǎn)子片的極性相反。圖1是電機(jī)里兩種磁場通路的示意圖,。

    圖1(a)是由轉(zhuǎn)子上的永久磁鋼磁場產(chǎn)生的磁通回路,；圖1（b)是在電機(jī)x、y兩處剖開的剖面圖,。每相繞組繞在8個定子磁極中的4個極上,，如：繞組a繞在1、3,、5,、7磁極上，則繞組b繞在2,、4,、6、8磁極上,；而且,，每相相鄰的磁極以相反方向繞，即,，如果繞組a以正向電流激勵,，則3和7磁極的磁場徑向向外，而l和5磁極的磁場徑向向內(nèi),。b相與a相的情況類似,。因此，整個電機(jī)的通電情況與磁場方向可用表1概括,。其電機(jī)里的轉(zhuǎn)矩,，由氣隙中的兩種磁場共同作用產(chǎn)生。

   圖1 混合式步進(jìn)電機(jī)的剖面圖

    (a)平行軸的剖面 (b)垂直軸的剖面

    表1 電機(jī)的通電情況與磁場方向表

    圖2為四相混合式步進(jìn)電機(jī)以圓周展開的剖面模型,。上圖是轉(zhuǎn)子s極所處的剖面,，下圖是n極所處剖面。圖中,，定子齒距和轉(zhuǎn)子齒距相同,。先考慮磁極ⅰ和磁極ⅲ下面的磁場。定子線圈通電后,，磁極ⅰ產(chǎn)生n極,，磁極ⅲ產(chǎn)生s極。它們構(gòu)成的磁場分布情況如實線所示。同一圖中的虛線表示永久磁鋼產(chǎn)生的磁通通路,。因為n極這段的轉(zhuǎn)子齒和s極轉(zhuǎn)子齒相互錯開

     圖2四相混合式步進(jìn)電機(jī)工作原理剖面圖

     半個齒距,，所以，僅靠定子電流磁場并不能像磁阻式電機(jī)那樣產(chǎn)生有意義的轉(zhuǎn)矩,。但是,，把永久磁鋼產(chǎn)生的磁場疊加上去，情況完全變了,。因為磁極ⅰ下面的兩個磁場相互增強(qiáng),，因此，將產(chǎn)生朝左的驅(qū)動力,；而磁極ⅲ下而的兩個分量相互抵銷,，向右的力大大削弱。同理下圖中,，磁極ⅲ下面的定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場方向相同,，磁極ⅰ下面的磁場方向相反，所以,，也產(chǎn)生同樣方向的力,，最終得到向左的合力。轉(zhuǎn)子在驅(qū)動力的作用下,，將轉(zhuǎn)過1／4齒距,，驅(qū)動力降為零，達(dá)到平衡位置,。

     如果切斷磁極ⅰ,、ⅲ的激磁，同時向磁極ⅱ,、ⅳ的線圈通入電流,，分別產(chǎn)生s極和n極。轉(zhuǎn)子將向左再走一步,。按照特定的時序激磁,，如：a—b—a—b—a一…,，電機(jī)就能沿逆時針方向連續(xù)旋轉(zhuǎn),。改變激磁時序，以a—b—a—b—a一…激磁,，電機(jī)將沿順時針方向連續(xù)旋轉(zhuǎn),。

     典型的混合式步進(jìn)電機(jī)是四相200步的電機(jī)，步距角為1.8°,；當(dāng)然,，也有象3.6°、2°或5°步距角的混合式電機(jī)?；旌鲜诫姍C(jī)的一個完整激磁周期常由四個狀態(tài)組成,，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動四步。這時,，步距角θb為：θb＝360／(mz ) (°)

可將混合式電機(jī)與磁阻式電機(jī)作一比較,。系統(tǒng)設(shè)計者選用哪種電機(jī)全由應(yīng)用決定。說某種型式絕對好,，這是不妥當(dāng)?shù)?。（http://kooshu.net.cn/版權(quán)所有）通常，對給定的電機(jī)體積,，混合式電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩比磁阻式電機(jī)大,；加上混合式電機(jī)的步距角常做得較小，因此,，在工作空間受到限制而需要小步距角和大轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用中,，常常可選用混合式電機(jī),?；旌鲜诫姍C(jī)的繞組未受激磁時，永久磁鋼所產(chǎn)生的磁通能產(chǎn)生自定位轉(zhuǎn)矩,。雖然這比一組或多組繞組激磁時的轉(zhuǎn)距小很多,，但它確實是一種很有用的特性：供電切斷時，仍然能保持轉(zhuǎn)子的原來位置,。磁阻式步進(jìn)電機(jī),，因為它的轉(zhuǎn)子上沒有永久磁鋼，所以,，轉(zhuǎn)子的機(jī)械慣量比混合式電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量低,。因為轉(zhuǎn)子慣量常常是電機(jī)總慣量的主要部分，因此,，轉(zhuǎn)子慣量小,，可以更快加速。此外,，當(dāng)負(fù)載需要移動相當(dāng)大距離時,，如電機(jī)轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)，則使用大步距角的磁阻式電機(jī)可以減少步數(shù),。