有反應(yīng)式和索耶式兩類。索耶式直線步進電動機由靜止部分(稱為反應(yīng)板)和移動部分(稱動子)組成。反應(yīng)板由軟磁材料制成,在它上面均勻地開有齒和槽。電機的動子由永久磁鐵和兩個帶線圈的磁極A和B組成。動子是由氣墊支承,以消除在移動時的機械摩擦,使電機運行平穩(wěn)并提高定位精度。這種電機的高移動速度可達1.5米/秒,加速度可達2g,定位精度可達20多微米。由兩臺索耶式直線步進電動機相互垂直組裝就構(gòu)成平面電動機。
機電式步進電動機
機電式步進電動機由鐵心、線圈、齒輪機構(gòu)等組成。螺線管線圈通電時將產(chǎn)生磁力,推動其鐵心心子運動,通過齒輪機構(gòu)使輸出軸轉(zhuǎn)動一角度,通過抗旋轉(zhuǎn)齒輪使輸出轉(zhuǎn)軸保持在新的工作位置;線圈再通電,轉(zhuǎn)軸又轉(zhuǎn)動一角度,依次進行步進運動。
磁電式步進電動機主要有永磁式、反應(yīng)式和永磁感應(yīng)子式3種形式。永磁式步進電動機由四相繞組組成。A相繞組通電時,轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場方向;A相斷電、B相繞組通電時,就產(chǎn)生一個新的磁場方向,這時,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一角度而位于新的磁場方向上,被激勵相的順序決定了轉(zhuǎn)子運動方向。永磁式步進電動機消耗功率較小,步矩角較大。
反應(yīng)式步進電動機在定、轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)外表面上設(shè)有按一定規(guī)律分布的相近齒槽,利用這兩種齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。這種步進電動機步矩角可做到1°~15°,甚至更小,精度容易保證,起動和運行頻率較高,但功耗較大,效率較低。
永磁感應(yīng)子式步進電動機又稱混合式步進電動機。是永磁式步進電動機和反應(yīng)式步進電動機兩者的結(jié)合,并兼有兩者的優(yōu)點。
步進電機驅(qū)動系統(tǒng)用在工業(yè)機器人上
對工業(yè)機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動的步進電機,要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的步進電機,尤其是要求快速響應(yīng)時,伺服步進電機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,并且具有較大的短時過載能力。這是伺服步進電機在工業(yè)機器人中應(yīng)用的先決條件。