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机械常识

步进电机常识问答

光阴>2019-05-20 08:07:34   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
1.什么是步进电机?
    步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的履行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的偏向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以或许或许颠末过程节制脉冲个数来节制角位移量,从而到达精确定位的偏向;同时您可以或许或许颠末过程节制脉冲频率来节制电机转动的速率和加快度,从而到达调速的偏向。

2.步进电机分哪几种?
    步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)
    永磁式步进一样平常为两相,转矩和体积较小,步进角一样平常为7.5度 或15度;
    反应式步进一样平常为三相,可实现大转矩输入,步进角一样平常为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国度80年月已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一样平常为1.8度而五相步进角一样平常为 0.72度。这种步进电机的应用最为普遍。

3.什么是对峙转矩(HOLDING TORQUE)?
    对峙转矩(HOLDING TORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近对峙转矩。因为步进电机的输入力矩随速率的增大而赓续衰减,输入功率也随速率的增大而变更,所以对峙转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人咱咱们说2N.m的步进电机,在没有分外说明的环境下是指对峙转矩为2N.m的步进电机。

4.什么是DETENT TORQUE?
    DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的环境下,定子锁住转子的力矩。
DETENT TORQUE 在国内没有同一的翻译办法,容易使大家发生误解;因为反应式步进电机的转子不是永磁资料,所以它没有DETENT TORQUE。

5.步进电机精度为多少?是否累积?
      一样平常步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。

6.步进电机的外表温度允许到达多少?
     步进电机温度过高首先会使电机的磁性资料退磁,从而导极力矩下降甚至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于分歧电机磁性资料的退磁点;一样平常来讲,磁性资料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?
      当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将构成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的感化下,电机随频率(或速率)的增大而相电流减小,从而导极力矩下降。

8.为什么步进电机低速时可以或许或许正常运行,但若高于一定速率就无法启动,并伴随啸叫声?
       步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载环境下可以或许或许正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的环境下,启动频率应更低。如果要使电机到达高速转动,脉冲频率应该有加快过程,即启动频率较低,然后按一定加快度升到所盼望的高频(电机转速从低速升到高速)。

9.如何克服两相混合式步进电机在低速运行时的振动和噪声?
      步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一样平常可采纳如下计划来克服:
      A.如步进电机正好工作在共振区,可颠末过程改变减速比等机械传动避开共振区;
      B.采纳带有细分功效的驱动器,这是最常用的、最简便的办法;
      C.换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机;
      D.换成交换伺服电机,几乎可以或许或许完全克服震动和噪声,但本钱较高;
      E.在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械布局改变较大。

10.细分驱动器的细分数是否能代表精度?
        步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术(请参考无关文献),其重要偏向是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运行精度只是细分技术的一个附带功效。比如对付步进角为1.8° 的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电机的运行分辨率为每个脉冲0.45°,电机的精度能否到达或接近0.45°,还取决于细分驱动器的细分电流节制精度等其它因素。分歧厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难节制。

11.四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么差别?
        四相混合式步进电机一样平常由两相驱动器来驱动,因此,衔接时可以或许或许采纳串联接法或并联接法将四相电机接成两相应用。串联接法一样平常在电机转速较的场合应用,此时必要的驱动器输入电流为电机相电流的0.7倍,因而电机发热小;并联接法一样平常在电机转速较高的场合应用(又称高速接法),所必要的驱动器输入电流为电机相电流的1.4倍,因而电机发热较大。

12.如何确定步进电机驱动器的直流供电电源?
      A.电压的确定:混合式步进电机驱动器的供电电源电压一样平常是一个较宽的规模(比如IM483的供电电压为12~48VDC),电源电压通常根据电机的工作转速和相应请求来抉择。如果电机工作转速较高或相应请求较快,那么电压取值也高,但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压,否则可能损坏驱动器。
      B.电流的确定:供电电源电流一样平常根据驱动器的输入相电流I来确定。如果采纳线性电源,电源电流一样平常可取I 的1.1~1.3倍;如果采纳开关电源,电源电流一样平常可取I 的1.5~2.0倍。

13.混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一样平常在什么环境下应用?
        当脱机信号FREE为低电平时,驱动器输入到电机的电流被切断,电机转子处于从容状况(脱机状况)。在有些主动化设备中,如果在驱动器赓续电的环境下请求间接转动电机轴(手动办法),就可以或许或许将FREE信号置低,使电机脱机,停止手动操纵或调节。手动实现后,再将FREE信号置高,以持续主动节制。

14.如果用简略的办法调剂两相步进电机通电后的转动偏向?
    只需将电机与驱动器接线的A+和A-(或许B+和B-)对调即可。

    对付驱动器的细分原理及一些相干说明:
    在外洋,对付步进体系,重要采纳二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。 
但在国内,宽大用户对“细分”还不是分外了解,有的只是认为,细分是为了提高精
度,其实不然,细分重要是改良电机的运行机能,现说明如下:步进电机的细分节制是由驱动器精确节制步进电机的相电流来实现的,以二相电机为例,假如电机的额定相电流为3A,如果应用常规驱动器(如常用的恒流斩波办法)驱动该电机,电机每运行一步,其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0,相电流的弘大变更,必然会引起电机运行的振动和噪音。如果应用细分驱动器,在10细分的状况下驱动该电机,电机每运行一微步,其绕组内的电流变更只要0.3A而不是3A,且电流因此正弦曲线规律变更,如许就大大的改良了电机的振动和噪音,因此,在机能上的优点才是细分的真正优点。因为细分驱动器要精确节制电机的相电流,所以对驱动器要有相当高的技术请求和工艺请求,本钱亦会较高。注意,国内有一些驱动器采纳“平滑”来取代细分,有的亦称为细分,但这不是真正的细分,望宽大用户一定要分清两者的本质分歧:

       1.“平滑”并不精确节制电机的相电流,只是把电流的变更率变缓一些,所以“平
滑”并不发生微步,而细分的微步是可以或许或许用来精确定位的。
       2.电机的相电流被平滑后,会引起电机力矩的下降,而细分节制不但不会引起电机力矩的下降,相反,力矩会有所增长。

标签:步进电机 
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