步进电机基础(2.5)-RM型步进电机

前言

基本信息

名称 描述说明
教材名称 步进电机应用技术
作者 坂本正文
译者 王自强

公式

θs = 180° /P*Nr                公式(2. 1)
步进电机的步距角θs,其中Nr 为转子极对数,P为定子相数

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

Nt =m (nP±1/2)       公式(2. 3)
此为相内磁路时,转子齿Nr 与相数P、主极数m的表达式。式(2. 3)中Nr 必为整数,否则没有意义。此时要注意m必须为偶数。

前言说明

根据我读的《步进电机应用技术》这本书,进行的学习过程中的知识记录和心得体会的记录。

RM型步进电机

1. RM型步进电机的结构

  由于HB型步进电机转子上有许多齿,所以激磁磁通中会含有高次谐波。本节将介绍的 RM型步进电机,其定子与HB型相同,圆柱形永磁转子的极数与 HB型步进电机转子齿数相同。
  本书介绍的三相6主极结构的 RM型步进电机[6] 比两相 RM型步进电机的振动和噪音小,更适用于OA机、医疗器械、摄像机等。圆环形磁铁(Ring-permanent-Magnet, 简称 RM型)转子为PM型转子的一种,磁铁内装磁轭。图2. 39为RM型转子与HB型转子的外观图。三相 RM 型步进电机的结构如图2. 40所示。
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  两相 PM型爪极步进电机的磁路由转子磁极的N极发出,不是回到相邻S极,而是由于磁路本身的构造,通过定子齿、定子轭、相间的定子齿这回到S极,再由内部磁轭回到N极。其磁通路径如图2. 40的虚线所示。本结构由于其转子的圆柱形磁铁内部大部分为中空,故可做成低惯量转子
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此种步进电机与 HB型步进电机的比较如下:

  1. 结构上,转子磁通接近正弦波分布,即转子没有齿,所以气隙磁通的分布接近正弦波,从而能降低振动和噪音,提高步距角的精度。
  2. 由图2. 39看出,与定子所对转子磁极的面积约为HB型转子的两倍,使交链磁通增大。HB型转子表面齿槽关系只有50%, 并且前后转子齿之间相差1/2节距,而RM型转子的表面100%通过有效磁通。
  3. HB型要通过轴向磁路形成三维磁路,并且定子铁心叠片很厚,磁通要垂直穿过铁心叠片;而RM型步进电机的转子磁路垂直于输出轴平面流通,定子磁路沿硅钢片压延方向形成,故磁路变短,磁阻减小。
  4. RM型的转子表面因没有HB型的软磁材料,所以没有磁阻、电感小,适用于高速运行。

  从上述分析看出,该电机适用于高速、高输出功率、低振动、低噪音场合。
  与HB型比较,因磁极数的限制,难以达到高分辨率(微小步距角),所以要依据使用目的加以选择。

2. RM型步进电机的特征与特性

使用同一个定子,当一相RM绕组通电时,其交链的磁通相当于印D 的三相绕组的磁通。当三相 RM型步进电机的转子由外部转矩驱动时;其相绕组的感应电压的波形如图2. 41所示,RM型的电压波形接近止波,从而推出磁通的波形也是正弦波;相对的 HB型电压波形与RM型比较略有畸变。
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其次,从RM型步进电机细分驱动效果看,图2. 42 为 RM型步进电机进行步距角细分(10倍)与HB型步进电机的角度精度的比较,RM型步进电机经过细分控制的角度线性精度好于HB型步进电机。由于永磁体磁通的正弦分布,RM型可说是低振动、低噪音、高精度的步进电机。
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