四相步進(jìn)電機(jī)有什么優(yōu)點(diǎn)，使用四相步進(jìn)電機(jī)接收脈沖的優(yōu)勢(shì)？
四相步進(jìn)電機(jī)-步進(jìn)電機(jī)是一種特殊類型的同步電機(jī)，其設(shè)計(jì)用于針對(duì)其控制單元接收到的每個(gè)電脈沖旋轉(zhuǎn)一個(gè)特定的角度（稱為步進(jìn)）。典型的步長(zhǎng)為7.5°、15°或更大。步進(jìn)電機(jī)用于開(kāi)環(huán)模式的數(shù)控位置控制系統(tǒng)。輸入命令采用一串脈沖的形式，以使軸轉(zhuǎn)動(dòng)指定角度。
使用步進(jìn)電機(jī)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一是它們與數(shù)字系統(tǒng)的兼容性，二是位置和速度傳感不需要傳感器，因?yàn)槿绻枰俣刃畔?，它們是通過(guò)對(duì)輸入脈沖和周期性計(jì)數(shù)直接獲得的。步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用范圍廣泛；打字機(jī)和打印機(jī)中的進(jìn)紙電機(jī)，打印頭的定位，XY繪圖儀中的筆，計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器中的記錄頭以及數(shù)控加工設(shè)備中工作臺(tái)和工具的定位。隨著這些電機(jī)的額定功率越來(lái)越大并且成本越來(lái)越低，這些電機(jī)的應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大。
帶有兩極轉(zhuǎn)子的四相步進(jìn)電機(jī)的基本操作可以通過(guò)下面圖表來(lái)說(shuō)明。
讓我們假設(shè)轉(zhuǎn)子是永磁體勵(lì)磁的。這樣的轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)的軸線對(duì)齊，扭矩與正弦θ成比例，θ是轉(zhuǎn)子軸線和定子磁場(chǎng)軸線之間的位移角。四相步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性如上圖所示，a相勵(lì)磁，b相勵(lì)磁。很容易觀察到，轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定位置對(duì)應(yīng)于扭矩為零的角度，對(duì)于較小的角度為正，對(duì)于較大的角度為負(fù)。因此，在a相激發(fā)的情況下，穩(wěn)定（或鎖定）位置是θ=0°但不是θ=180°（不穩(wěn)定），扭矩在θ=–90°處具有最大正值。因此很容易得出結(jié)論，每個(gè)相位的勵(lì)磁模式對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的獨(dú)特位置。因此，勵(lì)磁序列a、b、c、d、a...導(dǎo)致轉(zhuǎn)子以正序以90°的步長(zhǎng)移動(dòng)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子在位置θ=0并且a和b都被激勵(lì)時(shí)，轉(zhuǎn)子將移動(dòng)到45°，這是一個(gè)穩(wěn)定的位置（由于a和b的凈扭矩為零并且扭矩角斜率為負(fù)）。所以勵(lì)磁序列a,a+b,b,b+c,c...使轉(zhuǎn)子以45°的步長(zhǎng)向前移動(dòng)。對(duì)于22.5°、11.25°或更小的每脈沖輸入到電路的步長(zhǎng)，相繞組激勵(lì)的模式可以很容易地可視化。PM步進(jìn)電機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)是，當(dāng)它被激發(fā)時(shí)，它會(huì)尋找一個(gè)在某些應(yīng)用中提供優(yōu)勢(shì)的首選位置。
現(xiàn)在考慮轉(zhuǎn)子（凸極）僅由鐵磁材料（無(wú)永磁體）制成。該設(shè)備現(xiàn)在充當(dāng)可變磁阻電機(jī)。鐵磁轉(zhuǎn)子尋找對(duì)定子磁場(chǎng)呈現(xiàn)最小磁阻的位置，即轉(zhuǎn)子軸線與定子磁場(chǎng)軸線對(duì)齊。在上圖中，a相勵(lì)磁，這發(fā)生在θ=0°以及θ=180°時(shí)，轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩為零。在θ=90°時(shí)，轉(zhuǎn)子對(duì)相位“a”軸呈現(xiàn)無(wú)限磁阻，因此扭矩在那里也為零。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩是sin 2θ的函數(shù)，如下圖所示。對(duì)于減速步進(jìn)電機(jī)，對(duì)于給定的勵(lì)磁或一組勵(lì)磁，有兩個(gè)可能的穩(wěn)定位置。
