浅析步进电机的两种摩擦机构

的一种电机,控制器每输入一个脉冲,步进电 机就 会前 进一 步。
由于电机步数 通 过 控 制 器 很 容 易 掌 控,所 以 其 在 精 确 位 置 控
制、速度控制领域有 着 广 泛 应 用。空 调 导 风 板 控 制,就 是 通 过
对 步 进 电 机 的 时 序 控 制 ,来 实 现 导 风 板 打 开 、关 闭 、扫 风 。
1-2所示位置。当控制器以 A-AB-B-BC-C-CD-D-
DA 顺 序 给 绕 组 通 电 时,转 子 则 每 次 移 动 动 。
为保证空调导风板闭合严密,控制器设置时 序步 数时 会预 留一定的脉冲数,当运 行 至 预 留 脉 冲 数 时,电 机 会 处 于 堵 转 状 态,这就导致步进电机 运 转 后 摩 擦 机 构 的 动 作,而 摩 擦 机 构 的 可靠性也直接影响空调扫风性能的可靠性。 2 两种摩擦机构介绍
图2-5 齿轮力矩传递
机构电机长期运 转 过 后 电 机 摩 擦 力 矩 衰 减 较 小。B 摩 擦 机 构
3 负载长期运转摩擦机构衰减情况
电 机 长 期 运 转 后 摩 擦 力 矩 在 运 转 1000h 后 衰 减 较 多 。
电机负载下的长期运转会造成电机各关 键性 能的 衰减,是
表1 长期运转后两种电机的力矩
个齿轮间的传动可以用杠杆原理来解释,输 入力 矩等 于输 出力
矩,即 F1*L1=F2*L2如下图2-5。由于所有传动齿轮的输
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入端均为大齿轮,输出端均为小齿 轮,即 L1>L2,则 输 出 力 F2 电机可靠性验证的主 要 方 法。为 验 证 两 种 摩 擦 机 构 在 长 期 运
击时,A 摩擦机构也能及时动作,避免齿牙受力断裂。
输 出 轴 作90°的 往 返 运 转 。 分 别 取4 个 样 品 运 转1000h、1250h、
1500h、1750h后测试电机 的 牵 入 力 矩 与 摩 擦 力 矩,得 到 如 表 1
的电机力矩衰减情况。
从表中试验和两种摩擦机构的衰减数据可 以看 出,A 摩 擦
【关 键 词 】步 进 电 机 ;可 靠 性 ;摩 擦 机 构
【中 图 分 类 号 】TM33
【文 献 标 识 码 】B
【文 章 编 号 】2095-588X(2019)-01-0123-01
步进电机是一种 把 电 脉 冲 信 号 转 变 成 角 位 移 或 直 线 位 移 叫做 B 摩擦机构,如图2-2。
目前我司使用的步进电机摩擦机构有两 种,这里 为了 方便 后续描述,我们将 位 于 电 机 末 级 齿 轮,摩 擦 机 构 由 POM 齿 轮 与粉末冶金轴组成的叫 做 A 摩 擦 机 构,如 图 2-1。 将 摩 擦 机 构位于 C 传动齿轮,摩 擦 机 构 由 POM 齿 与 PBT 齿 捏 合 成 的
绕组 B 为逆时针。 通 过 公 共 端 通 入 12V 供 电 电 压,则 其 驱 动 顺序为 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA。
图2-1 A 摩擦机构
当绕组 A 导通时,上骨架形成磁极如图 1-1,此 时转 子在
磁场作用下移动至图1-1位置;当绕 组 A 与 绕组 B 同 时 导 通
时,此时电机磁极发生 变 化,转 子 在 磁 场 的 作 用 下 移 动 至 如 图
=F1*L1÷L2要大于 F1,即输出力被放 大。故 步进 电机 越靠 转后的磨损衰减情况,针对同型号分别采用 以上两 种摩 擦机 构
近输出轴的齿轮,所受的外力越大,也就是说 相同 的电 机,A 摩 的步进电机进行长期运转试验,试验方法:电机 加额 定电 压,负
擦机构比 B 摩擦机构 所 受 外 力 更 大。同 样 当 受 到 突 然 外 力 冲 载为电机设计牵入转矩规 定 值 的 45%,频 率 按 图 纸 规 定 选 取,
图2-3 A 摩擦机构位置
图2-4 B 摩擦机构位置
步进电机的齿轮结构也是步进电机的减速机构及输出力
放大机构。齿轮之间要求配合紧密,防止齿 轮配 合不 良导 致的
电机打滑问题。而步进电机每个齿轮输入 端均 是大 齿轮,输 出
端均是小齿轮,这样 既 保 证 了 减 速,同 时 也 增 大 了 输 出 力。 各
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浅析步进电机的两种摩擦机构
江 勇 杜吉祥 王梅生 格力电器(合肥)有限公司 安徽 合肥 230088
【摘 要】本文主要对空调用步进电机的两种摩擦机构进行了讲解,通过对两种摩擦机构的结构、受力 分析 以及实 验等 对
比 ,针 对 性 的 给 出 两 种 摩 擦 机 构 的 优 缺 点 。 进 而 为 两 种 摩 擦 机 构 在 不 同 环 境 下 的 选 用 提 供 相 应 的 参 考 。
图2-2 B 摩擦机构 两种摩擦机构,因其结构不同处于步进 电机齿 轮箱 的不 同 位置。A 摩擦机构作为输出轴 与 POM 齿 的 配 合,位 于 电 机 输 出轴位置,即作为输出齿轮,如图2-3;B 摩擦机构由 大小两 齿 轮 捏 合 而 成 ,位 于 第 三 个 传 动 齿 轮 处 ,如 图 2-4。
摩擦机构的作用是电机在输出轴卡死或受到突然的冲击 力时,内部设置的专门 结 构 出 现 打 滑 摩 擦,以 保 证 齿 轮 齿 牙 免 受大力冲击导致断裂问题。由于摩擦机构本身就是起到保护 齿轮的作用,其 在 设 计 时 不 得 影 响 到 步 进 电 机 的 关 键 性 能 参 数,如牵入力矩。牵入力矩是保证电机能带动相 应机 构转 动而 设计的电机驱动力矩 值,为 保 证 牵 入 力 矩 符 合 要 求,故 摩 擦 力 矩要始终大于牵入力矩。
1 步进电机运行原理
我司使用的步进电机为四相八拍永磁爪 极步 进电 机,分为
上下两个绕组骨架,上、下绕组骨架分别有一 个顺 时针、一 个逆
时针的绕组,共计四个绕组。结 构 图 如 图 1-1,若 上 骨 架 为 绕
组 A 为顺时针,绕组 C 为 逆 时 针;下 骨 架 为 绕 组 D 为 顺 时 针,