步進電機基礎(2.5)-RM型步進電機

前言

基本信息

名稱 描述說明
教材名稱 步進電機應用技術
作者 阪本正文
譯者 王自強

公式

θs = 180° /P*Nr                公式(2. 1)
步進電機的步距角θs,其中Nr 爲轉子極對數,P爲定子相數

θs = ± [ (360°/mP) - (360°n/Nr) ]       公式(2. 2)

Nt =m (nP±1/2)       公式(2. 3)
此爲相內磁路時,轉子齒Nr 與相數P、主極數m的表達式。式(2. 3)中Nr 必爲整數,否則沒有意義。此時要注意m必須爲偶數。

前言說明

根據我讀的《步進電機應用技術》這本書,進行的學習過程中的知識記錄和心得體會的記錄。

RM型步進電機

1. RM型步進電機的結構

  由於HB型步進電機轉子上有許多齒,所以激磁磁通中會含有高次諧波。本節將介紹的 RM型步進電機,其定子與HB型相同,圓柱形永磁轉子的極數與 HB型步進電機轉子齒數相同。
  本書介紹的三相6主極結構的 RM型步進電機[6] 比兩相 RM型步進電機的振動和噪音小,更適用於OA機、醫療器械、攝像機等。圓環形磁鐵(Ring-permanent-Magnet, 簡稱 RM型)轉子爲PM型轉子的一種,磁鐵內裝磁軛。圖2. 39爲RM型轉子與HB型轉子的外觀圖。三相 RM 型步進電機的結構如圖2. 40所示。
在這裏插入圖片描述

  兩相 PM型爪極步進電機的磁路由轉子磁極的N極發出,不是回到相鄰S極,而是由於磁路本身的構造,通過定子齒、定子軛、相間的定子齒這回到S極,再由內部磁軛回到N極。其磁通路徑如圖2. 40的虛線所示。本結構由於其轉子的圓柱形磁鐵內部大部分爲中空,故可做成低慣量轉子
在這裏插入圖片描述
此種步進電機與 HB型步進電機的比較如下:

  1. 結構上,轉子磁通接近正弦波分佈,即轉子沒有齒,所以氣隙磁通的分佈接近正弦波,從而能降低振動和噪音,提高步距角的精度。
  2. 由圖2. 39看出,與定子所對轉子磁極的面積約爲HB型轉子的兩倍,使交鏈磁通增大。HB型轉子表面齒槽關係只有50%, 並且前後轉子齒之間相差1/2節距,而RM型轉子的表面100%通過有效磁通。
  3. HB型要通過軸向磁路形成三維磁路,並且定子鐵心疊片很厚,磁通要垂直穿過鐵心疊片;而RM型步進電機的轉子磁路垂直於輸出軸平面流通,定子磁路沿硅鋼片壓延方向形成,故磁路變短,磁阻減小。
  4. RM型的轉子表面因沒有HB型的軟磁材料,所以沒有磁阻、電感小,適用於高速運行。

  從上述分析看出,該電機適用於高速、高輸出功率、低振動、低噪音場合。
  與HB型比較,因磁極數的限制,難以達到高分辨率(微小步距角),所以要依據使用目的加以選擇。

2. RM型步進電機的特徵與特性

使用同一個定子,當一相RM繞組通電時,其交鏈的磁通相當於印D 的三相繞組的磁通。當三相 RM型步進電機的轉子由外部轉矩驅動時;其相繞組的感應電壓的波形如圖2. 41所示,RM型的電壓波形接近止波,從而推出磁通的波形也是正弦波;相對的 HB型電壓波形與RM型比較略有畸變。
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其次,從RM型步進電機細分驅動效果看,圖2. 42 爲 RM型步進電機進行步距角細分(10倍)與HB型步進電機的角度精度的比較,RM型步進電機經過細分控制的角度線性精度好於HB型步進電機。由於永磁體磁通的正弦分佈,RM型可說是低振動、低噪音、高精度的步進電機。
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