步進電機選用指南

2022-10-06 02:51:04 字數 5373 閱讀 6448

1、怎麼確定步進電機的型號,要注意那幾個主要引數?混合式步進電機中的靜力矩,引線數,電感等引數如何理解?

一般是根據您的負載選電機,主要是參考步進電機的力矩,詳細的還涉及到電機的轉速和額定電流,傳動機構等,起動的轉速和正常執行的轉速,另外還有電機的精度。

靜力矩或者叫保持轉矩(holdingtorque):

是指步進電機通電但沒有轉動時,定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的引數之一,通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由於步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減,輸出功率也隨速度的增大而變化,所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的引數之一。

比如,當人們說的步進電機,在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為的步進電機。

定位力矩(detenttorque)

是指步進電機沒有通電的情況下,定子鎖住轉子的力矩。由於detenttorque在國內沒有統一的翻譯方式,不知道你說的定位力矩是不是這個,我認為是了。

從上面可以看出,靜力矩和定位力矩的區別就是電機通電和不通電定子鎖住轉子的力矩的區別了。

引線數:

引線數就比較直觀了,就是電機接線引腳的數目。2相雙極型電機是4根引線。2相單極型電機是5線或者6線的。

電感:電感的引數一般而言不是電機重點引數,但是它和電機有非常密切的關係,電感通電產生電磁感應才有電磁力嘛。不過因為電磁力還和電機內部其他東西有很大關係,很難從電感上看出什麼,看電機力氣還是得看靜力矩和矩頻曲線。

電感只是和驅動電路設計上有點關係。

2、步進電機選型注意事項?

a、步進電機應用於低速場合---每分鐘轉速不超過1000轉,(0.9度時6666pps),最好在1000-3000pps(0.9度)間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低。

b、步進電機最好不使用整步狀態,整步狀態時振動大。

c、由於歷史原因,只有標稱為12v電壓的電機使用12v外,其他電機的電壓值不是驅動電壓伏值,可根據驅動器選擇驅動電壓(建議:57byg採用直流24v-36v,86byg採用直流50v,110byg採用高於直流80v),當然12伏的電壓除12v恆壓驅動外也可以採用其他驅動電源,不過要考慮溫公升。

d、轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。

e、電機在較高速或大慣量負載時,一般不在工作速度起動,而採用逐漸公升頻提速,一電機不失步,二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。

f、高精度時,應通過機械減速、提高電機速度,或採用高細分數的驅動器來解決,也可以採用5相電機,不過其整個系統的**較貴,生產廠家少,其被淘汰的說法是外行話。7、電機不應在振動區內工作,如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。

g、電機在600pps(0.9度)以下工作,應採用小電流、大電感、低電壓來驅動。

h、應遵循先選電機後選驅動的原則。

3、步進電機原理?

步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制項。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝數,而不受負載變化的影響,即給電機加乙個脈衝訊號,電機則轉過乙個步距角。這一線性關係的存在,加上步進電機只有週期性的誤差而無累積誤差等特點。

使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。步進電機並不能象普通的直流電機,交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈衝訊號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。

4、步進電機的分類?

相混合式步進電機、反應式步進電機、永磁式步進電機

5、2相/3相步進電機的區別?

2相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。3相電機則振動較小,高速效能好,比2相電機的速度高30~50%,2相步進電機步距角多為是1.8度,3相多為1.5度

6、步進電機和伺服電機的區別在什麼?

步進電機系統伺服電機系統

力矩範圍中小力矩(一般在40nm以下)小中大,全範圍

速度範圍

低(一般在2000rpm以下,大力矩電機小於1000rpm)高(可達5000rpm),直流伺服電機更可達1~2萬轉/分

控制方式主要是位置控制多樣化智慧型化的控制方式,位置/轉速/轉矩方式

平滑性低速時有振動(但用細分型驅動器則可明顯改善)好,執行平滑

精度一般較低,細分型驅動時較高高(具體要看反饋裝置的解析度)

矩頻特性高速時,力矩下降快

力矩特性好,特性較硬

過載特性

過載時會失步可3~10倍過載(短時)

反饋方式大多數為開環控制,也可接編碼器,防止失步閉環方式,編碼器反饋

編碼器型別

-光電型旋轉編碼器(增量型/絕對值型),旋轉變壓器型

響應速度一般快

耐振動好一般(旋轉變壓器型可耐振動)

溫公升執行溫度高一般

維護性基本可以免維護較好

**低高

7、如何配用步進電機驅動?

根據電機的電流,配用大於或等於此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對於大轉矩電機,盡可能用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速效能。

二、步進電機驅動器:

1、使用步進電機驅動器注意事項?

1)電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅動模組的損壞);對於直流輸入的+/-極性一定不能接錯,驅動控制器上的電機型號或電流設定值是否合適(開始時不要太大);

2)控制訊號線接牢靠,工業現場最好要考慮遮蔽問題(如採用雙絞線);

3)不要開始時就把需要接的線全接上,只連成最基本的系統,執行良好後,再逐步連線。

4)一定要搞清楚接地方法,還是採用浮空不接。

5)開始執行的半小時內要密切觀察電機的狀態,如運動是否正常,聲音和溫公升情況,發現問題立即停機調整。

2、本公司驅動器一般識別的最低脈衝脈寬、2細分下最高接受頻率?

本公司驅動器一般最低識別的脈衝脈寬一般不少於2微秒,2細分實驗可接受最高頻率為40khz左右.(有加速過程)

3、步進電機驅動器一般引起故障現象?

不工作,丟步(也可能電機力不夠),時走時停,大小步,震動大,抖動明顯,亂轉,缺相等。

三、步進電機控制器:

1、步進電機的驅動電路根據控制訊號工作,控制訊號由微控制器(或其它如plc等)產生。其基本原理作用如下:

(1)控制換相順序

通電換相這一過程稱為脈衝分配。例如:三相步進電機的三拍工作方式,其各相通電順序為a-b-c-d,通電控制脈衝必須嚴格按照這一順序分別控制a,b,c,d相的通斷。

(2)控制步進電機的轉向

如果給定工作方式正序換相通電,步進電機正轉,如果按反序通電換相,則電機就反轉。

(3)控制步進電機的速度

如果給步進電機發乙個控制脈衝,它就轉一步,再發乙個脈衝,它會再轉一步。兩個脈衝的間隔越短,步進電機就轉得越快。調整微控制器發出的脈衝頻率,就可以對步進電機進行調速。

2、plc與本公司步進電機驅動器接線指南:

q0.0>控制脈衝

q0.2>控制方向

l>共陽端

l+與pul+、dir+相接

q0.0>控制脈衝與pul-連線

q0.2>控制方向與dir-連線

步進電機選型的計算方法

步進電機選型表中有部分引數需要計算來得到。但是實際計算中許多情況我們都無法得到確切的機械引數,因此,這裡只給出比較簡單的計算方法。

一、 驅動模式的選擇

驅動模式是指如何將傳送裝置的運動轉換為步進電機的旋轉。

下圖所示的驅動模式包括了電機的加/減速時間,驅動和定位時間,電機的選型基於模式圖。

● 必要脈衝數的計算

必要脈衝數是指傳動裝置將物體從起始位置傳送到目標位置所需要提供給步進電機的脈衝數。必要脈衝數按下面公式計算:

● 驅動脈衝速度的計算

驅動脈衝速度是指在設定的定位時間中電機旋轉過一定角度所需要的脈衝數。

驅動脈衝數可以根據必要脈衝數、定位時間和加/減速時間計算得出。

(1)自啟動執行方式

自啟動執行方式是指在驅動電機旋轉和停止時不經過加速、減速階段,而直接以驅動脈衝速度啟動和停止的執行方式。

自啟動執行方式通常在轉速較低的時候使用。同時,因為在啟動/停止時存在乙個突然的速度變化,所以這種方式需要較大的加/減速力矩。

自啟動執行方式的驅動脈衝速度計算方法如下:

(2)加/減速執行方式

加//減速執行方式是指電機首先以乙個較低的速度啟動,經過乙個加速過程後達到正常的驅動脈衝速度,執行一段時間之後再經過乙個減速過程後電機停止的執行方式。其定位時間包括加速時間、減速時間和以驅動脈衝速度執行的時間。

加/減速時間需要根據傳送距離、速度和定位時間來計算。在加/減速執行方式中,因為速度變化較小,所以需要的力矩要比自啟動方式下的力矩小。加/減速執行方式下的驅動脈衝速度計算方法如下:

二、電機力矩的簡單計算示例

必要的電機力矩=(負載力矩+加/減速力矩)×安全係數

● 負載力矩的計算(tl)

負載力矩是指傳送裝置上與負載接觸部分所受到的摩擦力矩。步進電機驅動過程中始終需要此力矩。負載力矩根據傳動裝置和物體的重量的不同而不同。

許多情況下我們無法得到精確的系統引數,所以下面只給出了簡單的計算方法。

負載力矩可以根據下面的圖表和公式來計算。

(1)滾軸絲杆驅動

※ 負載力矩的計算公式:

※ 負載力矩的估算公式:

(2)傳送帶/齒條齒輪傳動

※ 負載力矩的計算公式:

f = fa + m ( sinα + μcosα) [kg]

※ 負載力矩的估算公式:

(3)皮帶輪傳動

※ 負載力矩的計算公式:

※ 負載力矩的估算公式:

(4)實測方法

我們也可以通過這種方法得到負載力矩:用彈簧秤拉動滑輪慢慢轉動,此時彈簧秤會有乙個讀數,這個數值就是所用力的大小(fb),然後乘以滑輪的半徑就可以得到負載力矩(如下式)。通常這種方法得到數值要比計算得到得結果要精確。

[引數說明]

● 加/減速力矩的計算 (ta)

加/減速力矩是用來加速或減速與電機相連的傳動裝置。根據加/減速時間和傳動裝置負載慣性慣量的不同,這個力矩會有很大的變化。因此,自啟動執行方式和加/減速執行方式的力矩會有乙個較大的不同。

加/減速力矩可以按下式計算:

※ 自啟動執行方式(需要較大的加/減速力矩)

加/減速力矩[kgf·cm]

※ 加/減速執行方式

加/減速力矩[kgf·cm]

1、全面替代直流電機調速、全面替代變頻器+變頻電機調速、全面替代非同步電機+減速機調速;

2、可以低速大功率執行,可以省去減速機直接驅動大的負載;

3、具有傳統直流電機的所有優點,同時又取消了碳刷、滑環結構;

4、轉矩特性優異,中、低速轉矩效能好,啟動轉矩大,啟動電流小;

5、無級調速,調速範圍廣,過載能力強;

6、體積小、重量輕、出力大;

7、軟啟軟停、制動特性好,可省去原有的機械制動或電磁制動裝置;

8、效率高,電機本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗,消除了多級減速耗,綜合節電率可達20%~60%,僅節電一項一年可收回購置成本;

9、可靠性高,穩定性好,適應性強,維修與保養簡單;

10、耐顛簸震動,噪音低,震動小,運轉平滑,壽命長;

步進電機實驗

2 控制鍵盤功能說明 設定鍵 手動單步執行方式和連續執行各方式的選擇。拍數鍵 單三拍 雙三拍 三相六拍等執行方式的選擇。相數鍵 電機相數 三相 四相 五相 的選擇。轉向鍵 電機正 反轉選擇。數字鍵 預置步數的資料位設定。資料鍵 預置步數字的資料設定。執行鍵 執行當前執行狀態。復位鍵 由於意外原因導致...

伺服電機,步進電機區別

步進電機是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著本質的聯絡。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用於數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多採用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者...

步進電機選型指導

由於步進電機及驅動器型號較多 種類較多,使用者在選擇時應有一定的講究,這樣才能以最優的效能 最低的 選擇好自己所需的產品。1 首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。最簡單的方法是在負載軸上加一槓桿,用彈簧秤拉動槓桿,拉力乘以力臂長度既是負載力矩。或者根據負載特性從理論上計算出來。由於步進電機是控制類...