关于步进电机的一些慨念

只看该作者 · 2021-10-22 20:15

跟传统电机一样，都是电磁机械，但它有它的特点。
能悬停，磁场极数最少也只能是四，电枢可以不需线圈与磁石。

只看该作者 · 2021-10-22 21:00

步进电机，也是无刷的，
像这样的无刷电机，也可「步进」。

只看该作者 · 2021-10-22 21:06

动图不会动，再传试试。

只看该作者 · 2021-10-22 21:17

步进电机，除非如上图那样没有齿，否则，极数是齿数而不是轭数，
这有点像爪极电机，爪极电机大家懂的吧，不管极数多寡，都是一个线圈或磁石搞定。

只看该作者 · 2021-10-22 23:59

可以两极，但至少要两相，每相之间不应交叠。

1万 · 2021-10-23 17:27

爪极电机是永磁同步里面这样叫
步进也是属于同步电机的只是有了齿槽, 不光是永磁铁

只看该作者 · 2021-10-23 21:07

多谢NK兄的指正，是啊，如果转子是两极，磁场就应该也是两极，不行的是单相才对。
交流电机，没罩极是不能单相运行的，无刷电机也一样，不过没有人把无刷电机做成感应电机，步进电机就更不会。

步进电机的转速可以很慢，甚至是悬停，这时候，罩极就无所作为了，况且，罩极用于步进电机中根本就不合适，所以，步进电机必须多相。

只看该作者 · 2021-10-23 21:59

三相交流电机，以三相正弦波发生器供电，无刷电机如果正好是三相的，以三相市电供电，问题都不大吧。

无刷电机，如果转速很低的话，就有点步进电机的味道了，大家有否留意，这动图中的无刷电机的驱动，正是步进电机的套路！

只看该作者 · 2021-10-25 19:40

能够悬停，是步进电机的特点，推斥与感应是做不了悬停的，牵引才可以，故此，步进电机只能是牵着走。

只看该作者 · 2021-10-25 21:09

没有结构性因素或驱动方案的支持，磁场是不可能处于并保持正交状态的。
同步电机的磁场，跟自然状态无异，不过，自然状态是无法在转子上建立出转矩来的，想要让转子转，磁场就必须移动，同步电机如此，步进电机亦如此，亦只能如此，而在交流电机中，同步不是唯一。

只看该作者 · 2021-10-25 22:10

无刷电机以逆变器为电源，同步电机同样可以，理论上，无刷电机如果是三相的话，直接使用三相市电也行。
这两种电机都可当作步进电机来玩，不过，这个步只能是大步，跟磁场同步，而步进电机的步，是微步，那么，驱动模式虽然一样，但转子跟磁场不再是同步了。
同步电机，转子只能老老实实的被磁场牵着走，无刷电机却可以透过控制逆变进程而营造正交磁链，模仿有刷电机的运作原理。
普通电机为求避免齿槽效应，定转两子要么是齿数不相等，要么是造成斜槽，但步进电机要求具备悬停功能，要停稳，就得把转子抓紧，那么，定转两子的齿槽就必须既等距且平行，但如此一来，制造微步所需的位置差岂不就没有了。
普通铁芯，定转两子的齿槽相位差是渐变的，而步进电机既要抓紧转子，又要驱使转子移动，所需的齿槽位置差是阶跃式的，所以，步进电机如果想造成全隐极式的话，普通电机的铁芯是不合适的。

只看该作者 · 2021-10-26 13:06

不错不错

只看该作者 · 2021-10-26 21:51

有刷，无刷，交流，三种电机的结构可以相同，注意，是可以，绝不会是必然。
有刷电机电枢的布线，跟多相交流电机是一样的，那些换向片，不过是各线包连接点的延伸而矣，你把三相电接于三块相差120度电工角的换向片上，机壳就会转。
转子可以不带线圈与磁石，是步进电机跟其他电机的差异，除此之外，步进电机是不宜串相的，亦就是每相的绕组不应交叠，因为，在步进电机中，带动转子的不是相而是齿，相，是让齿位差转化为转矩，如果串相，转子该听谁的。
定子绕组除了不应交叠，同时通电也是不宜，理由一样，所以，步进电机跟其他电机还有一个差别，就是，铁芯利用率与极数有关，极数愈少，铁芯利用率愈低，两极机的铁芯利用率只有三分之一，因为，对于甚么都没有的转子，要明确导向，所需的相至少也得三个。

只看该作者 · 2021-10-26 23:46

本帖最后由 NK6108 于 2021-10-26 23:50 编辑

步进电机的铁芯利用率，影响因素是相数而非极数，
不串相，就是各相绕组既不交叠且不同时通电，那么，任何时候都只有部份铁芯在发力，相数愈多，发力的份额就愈少，受极数影响的是力场的分布，
步进电机造成全隐极用普通铁芯，自然规律允许，只是不切实际，把定子分段，每段为一相，就可用普通铁芯了，不过，虽然每段铁芯可以全额投入，但任何时候，发力的都只有一段，整机的铁芯利用率依然是跟相数成反比。

1万 · 2021-10-27 14:14

学习学习

跟传统电机一样，都是电磁机械，但它有它的特点。
能悬停，磁场极数最少也只能是四，电枢可以不需线圈与磁石。

只看该作者 · 2021-10-27 21:10

qbwww 发表于 2021-10-27 14:14
学习学习

跟传统电机一样，都是电磁机械，但它有它的特点。

呵呵，磁极数最少只能是四，这点我已发觉是错的。
步进电机的磁场可以是两极磁场，至少也得四极的是磁极数，因为你要增建至少一相，才能在转子上造成转矩，而且，任何时候都只允许一个相的齿对齐。

只看该作者 · 2021-10-27 22:22

就如8楼那个动图，磁体极数是六个，磁场却是两极的，这样，此电机就是两极，现在理解好了。
实际上，两相，是能让磁性转子得以持续转动所需的最少相数，而且，这两相必须是交流电。
如果转子是无磁的，亦即是光有铁芯，则除了三叶转子之外，所需的最少相数是三相而非两相，而且，定子极数应该比转子极数多。

只看该作者 · 2021-10-28 20:58

同步电机，单相交流其实也可转，只是旋转方向不确定而且只能空转，永磁步进电机同样如此，由于转子有磁场，交流供电的话，两相就见效果，转向受控，带负载也有劲儿了。

只看该作者 · 2021-11-9 22:29

在步进电机的驱动方案中，有一种叫做「细分」。

细分是甚么梗，我可真心不懂，看书爬网文亦不得要领。

不过，想起先前在楼上说过的话，永磁转子的步进电机，如果直接使用三相市电，那效果是否相当于「细分」哩？

只看该作者 · 2021-11-19 09:40

细分就是励磁方式，比如目前市场上流行的步进电机的1-2相, W1-2相, 2W1-2相, 4W1-2相
W是指电机的相，英文单词Wire的首写字母。1-2相, W1-2相, 2W1-2相, 4W1-2相都是指步进电机相的励磁方式(excitation mode)，也就是细分驱动要怎么实现的问题。

W1-2 phase＝1/4步, 2W1-2 phase =1/8步,4W1-2 phase＝1/16步,8W1-2 phase=1/32步 16W1-2phase=1/64步, 32W1-2 phase=1/128步

解释如下，
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1-2相是指1/2步进细分，励磁方式是A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A如此循环，就是在1，2相之间插入一个1+2相同时通电的相。具体电流的分布你可以找任何一本有介绍步进电机细分的书，网络上也都能找到，就不展开了。
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W1-2相是1/4步进细分，其通电方式就是A, A/2+B/2, AB, -A/2+B/2, B, B/2+C/2, ....如此循环。W指Wire，该模式中，不仅是1，2相之间插入了1+2相同时接通的相，每个相（Wire）都有一个原电流1/2的台阶（半电流），故而称W1-2。
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同理，2W1-2就是再另外把每个相（Wire）再细分，细分的步数相当于2*W1-2=2*4=8；依次，4W1-2表示4*4=16细分，8W1-2表示8*4=32步细分；
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关于步进电机的一些慨念

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