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步进电机原理详细讲解;主要内容;一、步进电动机简介;一、步进电动机简介;5;6;7;8;9;10;4.步进电动机的机座号:主要有35、39、42、57、86、110等;6. 步进电动机主要参数;7. 步进电机的特点;④ 空载启动频率:即步进电机在空载情况下能够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。;电机驱动电压越高,电机电流越大,负载越轻,电机体积越小,则共振区向上偏移,反之亦然。步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声方法:;二、步进驱动器简介;二、步进驱动器简介
步进驱动器:是一种能使步进电机运转的功率放大器,能把控制器发来的脉冲信号转化为步进电机的角位移,电机的转速与脉冲频率成正比,所以控制脉冲频率可以精确调速,控制脉冲数就可以精确定位。;1.恒流驱动;2. 单极性驱动;4. 微步驱动;步距角:控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。;电机绕组电流波形分析;5.步进电动机的闭环伺服控制;;7. 电压和电流与转速、转矩的关系;三、电机选型计算方法;三、电机选型计算方法;2. 电机定位精度的选择;将负载质量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:;② 加速度计算
控制系统要定位准
确,物体运动必须有加减速过程,如右图所示。
已知加速时间?t、最大速度Vmax,可得电机的角加速度:;四、计算例题(直线运动);四、计算例题(直线运动);故有:L=0.2?Vmax/2+1.8?Vmax =0.4m;3. 选择同步带直径Φ和步进电机细分数m设同步带直径Φ=30 mm;则第1级从动轮直径为取:Φ2=75mm ;;七、电机接线方法;差分方式典型接线方法;2. 4、6和8线电机接线方法;八、评判步进系统好坏的依据;九、使用过程中常见问题及原因分析;十、步进驱动系统的常见问题;4、步进电机的驱动方式有几种?
一般来说,步进电机有恒压,恒流驱动两种,恒压驱动已近淘汰,目前普遍使用恒流驱动。
5、步进电机精度为多少?是否累积?
一般步进电机的精度为步进角的3-5%。步进电机单步的偏差并不会影响到下一步
的精度因此步进电机精度不???积。
6、步进电机的外表温度允许达到多少?
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降甚至于丢失。因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来说,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,因此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升高而下降?
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。;9、如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?
步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可采用以下方案来克服:
A、如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比提高步进电机运行速度。
B、采用带有细分功能的驱动器,这是最常用的,最简便的方法。因为细分型驱动器电机的相电流变流较半步型平缓。
C、换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机,或两相细分型步进电机。D、换成直流或交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高。
E、在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大。
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(请参考有关文献),其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为1.8度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,那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45度,电机的精度能否达到或接近0.45度,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同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控制。
11、四相驱动合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别?
四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较的场合使用。此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍,因而电机发热小;并联接法一般在电机转速较高的场合使用(又称高速接法),所需要的驱动器输出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直流供电电源?A、供电电源供电电压的确定
混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围,电源电压通常根据电
机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快,那么电压取值
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