混合式步进电机

摘要： 自定位转矩是混合式步进电机一项非常重要的性能指标,现有的利用气隙比磁导法和齿槽比磁导法等磁路计算方法运算速度快,但精度较低,尤其是在磁路发生严重饱和的情况下该方法难以准确计算。本文以磁通不变为原则,对混合式步进电机模型进行等效变换,提出了一种等效二维有限元模型,将三维磁路转化为二维平面磁路,该模型具有较高的计算精度,同时对网格剖分的要求较低。利用等效计算方法,对电机参数进行等效变换,且对不同步距角、不同气隙的结构形式电机模型进行仿真、比较,得到不同的自定位转矩方案,分析不同设计参数情况下的仿真结果。研制了两台步距角分别为0.9°和1.8°的混合式步进电机样机,进行了试验研究,测试结果与仿真计算结果一致性较好,验证了该等效变换方法的可行性和准确性。

摘要： 由于混合式步进电机齿槽转矩的存在,其在中低速运行时存在转矩脉动问题,且开环控制难以有效抑制。通过对混合式步进电机转矩脉动产生机理及影响因素的分析,提出了一种观测器反馈的自抗扰矢量控制(observer optimized active disturbance rejection vector control,OF-ADRC)算法。取消自抗扰控制器的跟踪-微分器环节,将给定转速直接作为输入,对扩张状态观测器中部分参数进行改进,用电机实际转速代替观测器输出量z,状态观测器用于得到对扰动项的估测量z。通过优化各控制模块减少可调参数,快速补偿步进电机的外部干扰力矩,降低电机加载后转矩脉动幅值。与传统PI矢量控制方法进行仿真对比,在0.1、0.2和0.3 N·m负载转矩下,转矩脉动分别降低了4.8%、12.8%和16.2%;在12、24和36 V供电电压下,转矩脉动分别降低2.2%、4.8%、17.4%,验证了所提控制算法的有效性。

摘要： 根据两相混合式步进电动机恒流细分控制数学模型,搭建了基于MATLAB/Simulink的驱动仿真模型,仿真分析了不同细分数下电机转速和电磁转矩。结果表明,细分数越大,电机转速和电磁转矩幅值波动越小,电机运行越平稳。搭建了步进电机测试平台,测试结果与仿真一致。

摘要： 针对两相混合式步进电机存在强非线性问题,从磁网络分析出发,结合细分驱动方式化简数学模型,将其非线性部分转化为可叠加于线性模型的参数不确定性与能量有界的激励噪声.在此基础上,结合鲁棒控制思想设计了扩展H∞滤波作为步进电机系统的状态观测器,实现无传感器估算电机转子转速.通过与常用的扩展Kalman滤波器的对比,验证扩展H∞滤波在步进电机系统中有更高精度和对电感变化更强的鲁棒性.

摘要： 在两相混合式步进电机中,齿槽转矩的存在会使正弦的矩角特性发生畸变,当其累积到一定程度时,就会产生转矩脉动,影响电机的速度控制.为了减小齿槽转矩的影响,提出一种补偿齿槽转矩的方法——将干扰观测器与齿槽转矩补偿器耦合.电机在低频周期运动时,利用干扰观测器进行齿槽转矩的补偿,一旦进入高频周期运动,干扰观测器中的低通滤波器产生相位滞后,不能适当的补偿产生的齿槽转矩,就利用补偿器来补偿高频周期所产生的齿槽转矩.实验结果表明,该方法能够适当的补偿电机运动产生的齿槽转矩,有效减小转矩脉动,提高了混合式步进电机的速度控制稳定性.

摘要： 混合式步进电机的齿层区域是其产生转矩的关键.为了实现特定性能,电机设计时需要选择适当的齿层几何形状.文中以梯形齿形状参数为优化对象,对电机进行电磁结构优化,以实现更高的转矩输出.以市场现有的一款三相混合式步进电机为样机,基于其结构参数,建立高效的三维有限元模型以产生优化的样本.然后,再结合Taguchi优化算法,以定转子的齿形状参数为优化设计变量,通过数值方法获取最佳梯形齿形结构,使电机输出转矩最大化.优化后,转矩最大化样机的转矩峰值提高了近25％,证明了该优化方案的有效性.

摘要： 在纺织行业的绣花机、针织横机应用中,为了改善步进电机开环控制系统下产生低频共振、高频失步和转矩下降的问题,课题组基于两相混合式步进电机的数学模型,利用三相空间矢量脉宽调制SVPWM推导了基于双H桥逆变电路两相SVPWM方法,并结合坐标变换、矢量控制和PI调节,在MATLAB/Simulink下搭建了一种新型两相混合式步进电机矢量控制系统模型.电流仿真结果显示电机在运行后0.3 s内电流达到稳定,速度仿真结果显示:电机低频运行转速在0.018 s时响应且稳定无振荡,高频运行时转速达到峰值后转矩稳定.课题组提出的方案能够提高两相混合式步进电机在振荡、失步方面的性能.

摘要： 该文设计一种具有稳定性容错能力的两相混合式步进电机驱动电路.它在传统的双 H 桥驱动电路中增加了冗余桥臂,虽然小幅增加硬件成本,但大幅增强其容错能力.详细分析主电路拓扑,并给出正常运行工况的控制框图.为验证所提方案的可行性,利用TI控制器TMS320F28335 搭建试验台架.实验样机验证所设计电路的部分功能.

摘要： 齿层比磁导法和三维有限元法是目前分析混合式步进电机的主要方法.然而,齿层比磁导法难以考虑铁心叠片间绝缘层磁阻对永磁磁场轴向非均匀分布的影响、计算精度较差,三维有限元法计算过程复杂、耗时较长,为此提出一种基于定子永磁拓扑的二维等效模型构建方法及其二维有限元分析.该方法通过电机结构等效变换和轴向分段将混合式步进电机转子永磁三维模型等效变换为定子永磁二维模型,并采用对三维模型、二维模型分别进行一次空载有限元静态仿真的方法确定二维等效模型参数,能够考虑永磁磁场轴向非均匀分布的特性,具有模型建立简便、计算精度高、耗时少的优点.通过三维有限元仿真验证了该方法的可行性和准确性.

摘要： 步进电动机已经发展成为除直流电动机和交流电动机以外应用最广泛的第三类电动机,但是在开环运行时存在系统误差无法克服、动态响应慢、转子易失步等问题.本文提出了一种带有转子位置角反馈的混合式步进电机位置伺服控制策略,将步进电机的开环控制稳态负载能力强和闭环控制有效避免转子失步的优点有机结合在一起,采用Matlab仿真建模和以TMS320F28035为核心的全数字平台对所提出控制策略进行全面验证.结果表明所提出的控制系统具有稳态负载力矩大,动态响应迅速等优点.

摘要： 介绍了设计一款基于AT89C2051单片机和功率驱动芯片IR2013的两相混合式步进电机细分驱动器,通过分析两相步进电机运行特性及细分驱动原理,采用了电流跟踪型PWM控制技术.该方案能明显提高步进电动机的运行精度,改善低频振荡的现象,可实现细分级别的任意设置,能根据不同应用场合使用不同细分数来驱动步进电机.

摘要： 一种低转矩脉动五相混合式步进电机缺一相微步控制方法，根据给定位置角虚拟定子电流幅值给定计算出αβ轴虚拟定子电流给定B～E电流isB～isE经过T4变换后，输出αβ轴定子电流isαisβ、z1零序电流isz1，并计算出αβ轴虚拟定子电流ixsαixsβ；α轴虚拟定子电流控制误差β轴虚拟定子电流控制误差乘以5/3系数、z1零序电流控制误差分别送给PI控制器，输出αβ轴虚拟定子电压z1零序电压给定并计算出αβ轴定子电压给定计算出剩余健康相逆变桥臂占空比DB～DE，送给五相逆变器剩余4相B～E桥臂功率管进行控制，实现αβ轴虚拟定子电流跟踪给定值，使得实际转子旋转角θr跟踪以微步方式变化，实现五相混合式步进电机缺一相微步控制运行。

摘要： 本发明提出一种混合式步进电机转子，包括转子轴、隔磁环、磁轭、磁钢，磁钢嵌入磁轭内部，所处磁钢采用轴向中间位置外径大，轴向两端位置外径小的双向锥形结构。而锥形结构的锥度角和转子外径相关，通过预设初始锥度角，采用电磁仿真判断到磁路的最大磁密与磁性材料磁密饱和值之间关系的方式进行锥度角迭代，得到最佳锥度角。本发明能够改善磁轭磁路的局部饱和，进一步提高转子磁通Φ，提升电机输出力矩。

摘要： 一种组合式80机座混合式步进电机，涉及一种混合式步进电机，包括电机箱，电机箱的头部设置有加速箱。通过此装置可以实现，设置有齿轮A与齿轮C的啮合，使得加速箱开始一阶段的加速输出；设置有齿轮B与齿轮C的啮合，使得加速箱开始二阶段的加速变化；设置有蜗轮与蜗杆的啮合，使得输出轴的方向垂直于转子的轴向方向。

摘要： 本发明涉及一种系统，其包括食品料理机和具有可共享容器(2)的混合装置。本发明还涉及一种用于该系统的混合装置，该混合装置具有直立部件(1)和容器(2)，容器(2)可插入直立部件(1)中或集成到直立部件(1)中。容器(2)中具有混合工具(5)，其中直立部件(1)包括电驱动器(8)，电驱动器(8)可驱动混合工具(5)。电驱动器(8)是混合式步进电机。

摘要： 本发明公开了错片结构混合式螺旋步进电机，属于混合式步进电机领域，错片结构混合式螺旋步进电机，本方案可通过改变Ⅱ段铁心的叠片顺序达到调节永磁体厚度的目的，并且针对于相数不同的电机，只需选择合理的铁心大极的个数并按一定规律叠片即可得到最佳的轴向齿宽齿距比，同时选择合理的圆周方向上齿宽和齿距亦可以得到最佳的圆周方向齿宽齿距比，与现有技术相比，本方案通过在基本铁心的大极上开槽的方式来实现螺旋运动以及采用叠片错位叠加的方式，可以使电机的结构简单，大大简化了加工工艺，并且因圆筒型结构，结构上具有对称性，克服了横向边缘效应，大大提高了材料利用率，加强了工作效率。

摘要： 本发明属于电机技术领域，具体涉及一种直线丝杆混合式步进电机。包括电机本体、中心轴和滚珠螺母；所述电机本体包括前盖、后盖、定子组件、转子组件；所述定子组件设置在所述前盖和后盖之间，所述定子组件一端和所述前盖采用可拆卸方式固定连接，所述定子组件的另一端和所述后盖采用可拆卸方式固定连接，所述转子组件设置在所述定子内部，所述中心轴包括光轴部分和螺纹部分，所述光轴部分伸入所述电机本体内部与所述定子组件固定连接，所述螺纹部分设置在所述电机本体外部；所述滚珠螺母与所述中心轴的螺纹部分通过螺纹连接。应用于高精度轻量化自动化设备中，减少传动部件，提高传动精度，实现机构的微型化。

摘要： 本实用新型涉及使用单片机控制步进电机的方法技术领域，具体为一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，包括单片机、D/A转换电路、PWM斩波恒流电路、逻辑电路、功率驱动电路、检测电路和电源模块，本实用新型公开的一种基于单片机的二相混合式步进电机控制系统，其驱动部分采用数字脉宽调制的驱动方式，获得高精度、低噪音、低振动的两相混合式步进电机控制驱动器；通过计算机的通讯模块与其单片机连接，使得能够通过计算机对二相混合式步进电机进行精准的脉冲控制；通过采用型号为AT89C52的8位单片机，使整个系统具备低成本、低功耗的特点，从而实现了二相混合式步进电机的低成本控制。

摘要： 本实用新型公开了基于可定位的耐腐蚀型混合式步进电机，包括耐腐蚀混合式步进电机、传动箱和底座。本实用新型通过设置卡紧机构、传动机构和防护套的配合使用，通过卡紧机构对耐腐蚀混合式步进电机起到与底座卡紧固定的作用，通过传动机构对卡块起到移动的作用，通过防护套对耐腐蚀混合式步进电机的表面起到防护的作用，避免有氧化或者被其他物质腐蚀的现象，解决了现有耐腐蚀混合式步进电机在测试时没有一个固定点，所以在耐腐蚀混合式步进电机转动时会带动本身移动，可能会拉扯到线路，对线路造成损坏，且不具备耐腐蚀降低了现有耐腐蚀混合式步进电机的实用性和不方便使用者定位的问题。

摘要： 本实用新型属于三相混合式步进电机领域，具体的说是三相混合式步进电机，包括壳体、阻挡件、第一弹簧、第一缓冲机构，第二缓冲机构；当阻挡件的顶部遭受落物冲击时，首先通过第一弹簧的形变进行第一层缓冲，当阻挡件的两侧受到冲击力时，两个第一设备件会推动两个调节块张开，增加夹角角度，同时两个调节块将推动两个滑柱分别在两个第一设备件的内部滑动，通过两个滑柱的滑动，以及两个调节块的夹角调整，即可拉动挂簧产生形变，通过挂簧的形变，即可对冲击力进行缓冲，从而形成二级缓冲，由于挂簧的弹力，也能时刻保证阻挡件的稳定性，解决了电机外壳受损，就会使得电机无法正常使用，导致影响电机正常使用的问题。

摘要： 本实用新型涉及混合式步进电机设备技术领域，具体为一种定子嵌有条形永磁体的混合式步进电机，便于对电机主体进行保护，避免外界灰尘、絮状物等对电机主体造成损坏，使用寿命得到提高，实用性较好，包括底板，底板的顶端固定连接有防护箱，防护箱的内部横向转动设置有螺纹柱，螺纹柱的外部螺纹连接有T型支撑板，T型支撑板的顶端安装有电机主体，T型支撑板的内部开设有滑动槽，防护箱内总想设置有滑动柱，滑动柱与滑动槽滑动连接，螺纹柱的左端通过通孔延伸至防护箱的左端外部，螺纹柱的左端固定连接有第一链轮，底板的顶端固定连接有支板，支板上开设有联动孔，联动孔内转动设置有联动柱。