色谱仪常用电气部件 电机
安平
第1楼2013/05/07
3 步进电机
步进电机是最为常见的电机,常见于HPLC泵的驱动、GC和HPLC自动进样器驱动、GC柱箱后开门驱动。
可以大概看出,步进电机一般会用来做精细动作的控制。
步进电机也是工作在直流电源下的,但是步进电机的供电和轴流风机迥乎不同。
我们先看一下步进电机的图片。
可以看到,步进电机的电源供电部分是多根导线(本例是6根),可以想见供电情况是比较复杂的。
实际上,电机内部有多组驱动线圈,系统轮流给多组线圈加载直流脉冲,使得电机运转,电机的动作是分步执行的。可以联想一下我们常见的石英钟秒针的动作,颇有些类似。
由于计算机技术的发展,GC或者HPLC系统给出的直流脉冲可以是确切已知和准确可控的,那么步进电机的动作就可以比较精细。这也是其常用于自动进样器这种动作要求较高的场合的原因。
有些步进电机内部还有齿轮变速机构,使得控制更加精细。总体上,和相同功率的直流电机相比,步进电机的结构更复杂,外形比较笨重。
不过需要注意,步进电机仍然是开环工作的,虽然系统发出了比较精细的指令,电机是否严格按照指令工作(不能准确工作的原因也可能来自传动机构,比如皮带或者传动轮),系统是不太清楚知道的。
即步进电机的运转是“精细”,但未必“准确”的。
这一点对于自动进样器系统十分重要,由于系统的复杂,动作要求准确度和精细程度均比较高。电机和传动系统积累性的误差、运行错误会带来严重的问题。例如进样器不能找到进样瓶、进样针不能识别和正常运动。
所以,步进电机往往需要位置传感器配合使用。某些仪器带有步进电机工作状态的检测机构,实时监测电机的工作状态。例如,系统给出电机运行一周的指令,电机运行过程中,系统中的位置传感器会不断检测电机系统的运转位置,如果电机运行错误,会发出报警。例如HPLC泵的原点检测,自动进样器的运动分步检测。
可以认为,这样的步进电机系统是工作在“准闭环”状态下的,确保电机系统动作的准确。