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称矩角特性。
在实际工作时,步进电机总处于动态情况下运行,但是静态运行特性是分析步进电机运行性能的基础。
多相步进电机的定子控制绕组可以是一相通电,也可以是几相同时通电,下面分别进行讨论。
(1)单相通电时
反应式步进电机转子转过一个齿距,从磁路情况来看,变化了一个周期。因此,转子一个齿距所对应的电角度为2π电弧度或360°电角度。因为转子的齿数为Zr,所以转子外圆所对应的电角度为2πZr电弧度或360°Zr电角度。由于转子外圆的机械角度是2π弧度或360°,所以步进电机的电角度是机械角度的Zr倍。如果步进电机的步距角为θs,则用电角度表示的步距角θse为θse=Zrθs
设静转矩和失调角从右向左为正。当失调角θ=0时,定、转子齿的轴线重合,静转矩T=0,当失调角θ>0时,切向磁拉力使转子向右移动,静转矩T<0,当失调角θ<0时,切向磁拉力使转子向左移动,静转矩T>0,当失调角θ=π时,定子齿与转子槽正好相对,转子齿受到定子相邻两个齿磁拉力作用,但是大小相等、方向相反,产生的静转矩为零,
通过以上讨论可见,静转矩T随失调角θ做周期性变化,变化周期是一个齿距,即360°电角
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整两相绕组中电流分配的比例和方向,使相应的合成转矩在空间可处于任意位置上,则循环拍数可为任意值,称为细分通电方式。实质上就是把步距角减小,如前面八拍通电方式已经将单四拍或双四拍细分了一半。采用细分通电方式可使步进电机的运行更平稳,定位分辨率更高,负载能力也有所增加,并且步进电机可做低速同步运行。1.3 反应式步进电机的特性
反应式步进电机有静止、单步运行和连续运行三种运行状态,下面简单介绍不同状态下的运行特性。
④在断电情况下有定位转矩。转子中间为轴向磁化的环形磁铁,磁铁两端各套有一段转子铁芯,转子铁芯由整块钢加工或用硅钢片叠成,两段转子铁芯上沿外圆周开有小齿,其齿距与定子小齿齿距相同,两端的转子铁芯上的小齿彼此错过1/2齿距,定、转子齿数的配合与单段反应式步进电机相同。
S极铁芯段截面图即为Ⅰ—Ⅰ截面;N极铁芯段截面图截面。S极铁芯段截面图中,当磁极1下是齿对齿时,磁极5下也是齿对齿,气隙磁阻小;磁极3和磁极7下是齿对槽,气隙磁阻大。
此时,极铁芯段截面图中,磁极1'和磁极5'下,正好是齿对槽,磁极3'和磁极7'下,正好是齿对齿。可见,两端的转子铁芯上的小齿彼此错过1/2齿距。
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