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步进控制要点多,你可知晓?

时间:2021-05-21 12:55:03 来源:

1、步进电机的工作原理

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到脉冲信号时,驱动步进电机按照设定的方向旋转一个固定的角度(称为“步距角”),步进电机以固定的角度一步一步地旋转。通过控制脉冲的个数来控制角位移,从而达到精确定位的目的;同时通过控制脉冲频率可以控制电机的转速和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种特殊的控制电机。由于无累积误差(精度100%),广泛应用于各种开环控制中。

2、步进电机的分类

现在比较常用的步进电机包括永磁式步进电机(PM)、反应式步进电机(VR)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

●永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度;

●反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。反应式步进电机转子磁体采用软磁材料,定子采用多相励磁绕组,通过磁导率的变化产生转矩。

●混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。

3、步进电机系统

步进控制要点多,你可知晓?

(图来源于工控论坛,下同)

1)步进电机的静态指标术语

a.拍数:完成磁场周期性变化所需的脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数 。

b. 静转矩:当电机在额定静电作用下不转动时,电机转轴的锁定力矩。

c. 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。

d. 相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。

e. 定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)。

2)步进电机动态指标及术语

a. 失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。称之为失步。

b. 失调角:转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度 。

c. 步距角精度:步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。

d. 最大空载的运行频率:电机在某种驱动形式,电压及额定电流下,电机不带负载的最高转速频率。

e. 最大空载起动频率:电机在某种驱动形式、电压及额定电流下,在不加负载的情况下,能够直接起动的最大频率。

f. 运行矩频特性:电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性

4、步进电机选型

1)步距角的选择:电机的步距角取决于负载精度的要求 。

2)静力矩的选择:静力矩选择的依据是电机工作的负载 ,一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好 。

3) 电流的选择:由于电流参数的不同,其工作特性也有很大的不同。根据转矩-频率特性曲线,可以判断电机电流。

步进控制要点多,你可知晓?

5、步进电机部分特点

1) 步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。

2) 步进电机的力矩会随转速的升高而下降。

3) 步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转。

4) 步进电机表面允许的最高温度一般在130℃以。


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