e5单相单拍运行步进电机原理分析.pdf

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1、新型永磁式单相单拍运行步进电机原理分析秦剑飞杨晴鄂峻膺%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!设计与研究"#$%&’()*$%$+*,-新型永磁式单相单拍运行步进电机原理分析秦剑飞./杨晴./鄂峻膺01.2中国工程物理研究院电子工程研究所/四川绵阳30.455602成都电机厂/四川成都3.557.8摘要9详细介绍了一种新型单相单拍运行的永磁步进电机的运行原理/该电机主要特点为不对称转子及永

2、磁磁极上附加一产生抵销永磁磁势的绕组/在单相单拍运行时发挥重要作用:关键词9单相6永磁步进电机6不对称转子中图分类号9;<=>=23文献标识码9?文章编号9.55.@3>A>1055.85.@55..@5A+BCDEFGFHIJKLHMEHI(LN%GBODL@PKCFLQLMRCBLBS@RCOBLS%SLPPGBOTHSHM..0UVWXYZ[@]Y/^?W_UY[‘/aXb[@cY[‘1.de?af"Vaa/

3、nFSMCoS9;gYpqZq]kqk]p][jpjg]riksY[‘qkY[mYqt]pipY[‘t]@qgZp]q]kuZ[][j@uZ‘[]jpj]qqY[‘uijikjgYpuijikvpuZY[mgZkZmj]kYpjYmpZk]hYppcuu]jkckijikZ[hZrY[hY[‘i[q]kuZ[][j@uZ‘[]jd;g]rY[hY[‘i[q]kuZ[][j@uZ‘][]jYpbp]hikmib[j]kwZYtY[‘jg]tbxiq]kuZ[][j@uZ‘[]jdVjvpw]kcYuqikjZ[jhbkY[‘uijikr

4、iksY[‘dyLENHMzF9pY[‘t]@qgZp]6q]kuZ[][j@uZ‘[]jpj]qqY[‘uijik6hYppcuu]jkckijik动运转/但这两种施加绕组的电脉冲为正负脉冲/即{引言正脉冲走一步/负脉冲走一步/这实际是双拍运行单相永磁步进电机有两种结构形式:一种为定的:现在根据工程的需要/要研制一种单相单向脉冲子系非对称结构/转子为永磁转子

5、.}控制的步进电机/以上两种电机都不能满足这一要:另一种为混合式单相永磁步进电机

6、0}求:为此/设计了一种新型的永磁复合式单相单拍运/在定子上加装产生0次谐波的附加极/或者通过齿形尺寸

7、的特殊设计产生0行的步进电机:次谐波

8、0}/矩角特性综合的结果使其形状形成非对!电机结构与工作过程称的形状/正半波宽度大于~/负半波小于~/从而形成起动角/并具有一定的起动力矩/能使电机正常起电机总体结构如图.所示/它由两大部分构成/图.电机结构原理图即定转子"防反转棘轮棘爪机构:!d{定子及绕组一套绕组绕在软磁磁极上/另一套绕组绕在永磁磁这种单相永磁步进电机的定子为凸极结构

9、=}极上/两套绕组可以并联/也可以串联:但有一个要/由>个定子极构成/其中A个极为软磁材料构成/另求/就是绕组通电时/永磁磁极上的绕组极性与永磁外A个极为永磁材料/它们

10、互相交错排列/永磁磁极磁极的极性相反/二者磁势要相等/即互相抵销:电的极性按W@#@W@#分布排列/其结构如图.所机的绕组图如图0所示:示:!d!转子部分定子磁极上绕有定子绕组/可以采用两套绕组/转子为带有鹰嘴形状的凸极结构

11、=}:鹰嘴部分收稿日期90555@.5@.4外缘是一条斜线:表征转子鹰嘴尺寸的有顶部宽度万方数据$..$微电机!339年第*+卷第9期8总第99N期:OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO到鹰嘴顶部与永磁磁极对齐为止’电机又向

12、前走了一步&电机的步矩角为/*234*23401189:!5657式中’5为转子齿数’5为定子齿数&分母中的67!代表电机实际为!拍工作’一拍为电脉冲’一拍为永磁磁势&也可以解释为一个电脉冲电机走!步’即图!绕组图脉冲上升沿时’电机靠电磁磁势走一步;脉冲下降沿"#深入角度$及斜角%&鹰嘴顶部宽度"与定子齿宽时’电机靠永磁磁势走一步&定子凸极极数为转子齿相等’深入角度(及斜角)决定了电机的起动角及数的!倍’所以步矩角也可用定子齿数来表示&起动力矩&转子结构如图*所示&电机在第二个电脉冲到来时’又重复前述过程&.工作原理分析.-<静态特性分析该电

13、机实质是一个二相!拍运行的磁阻式步进电机’由于转子为鹰嘴式不对称结构’使电机的矩角特性变成非对称形状’正负半波宽度不相等’电机满足二相步进电机的起动与运转条件&图*