步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件,,是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,,步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增,,在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu),。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),,它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的,??梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的,;同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,,從而達(dá)到調(diào)速的目的,。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī),利用其沒(méi)有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn),,廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制,。
現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM),、混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等,。
永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相,轉(zhuǎn)矩和體積較小,,步進(jìn)角一般為7.5度 或15度,。
反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相,可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,,步進(jìn)角一般為1.5度,,但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成,,定子上有多相勵(lì)磁繞組,,利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn),。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度,。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用為廣泛,也是本次細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案所選用的步進(jìn)電機(jī),。
步進(jìn)電機(jī)基本參數(shù)
電機(jī)固有步距角:
它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào),,電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值,,如SL86S2114A型電機(jī)給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時(shí)為0.9°,、整步工作時(shí)為1.8°),這個(gè)步距角可以稱之為‘電機(jī)固有步距角’,,它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角,,真正的步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。
步進(jìn)電機(jī)的相數(shù):
是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù),,目前常用的有二相,、三相、四相,、五相步進(jìn)電機(jī),。電機(jī)相數(shù)不同,其步距角也不同,,一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°,、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° ,。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí),,用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求,。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,則‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義,,用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù),,就可以改變步距角。
保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE):
是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)重要的參數(shù)之一,,通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩,。由于步進(jìn)電機(jī)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(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)重要的參數(shù)之一,。比如,當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī),,在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī),。
DETENT TORQUE:
是指步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有通電的情況下,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩,。DETENT TORQUE在國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的翻譯方式,,容易使大家產(chǎn)生誤解;由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料,,所以它沒(méi)有DETENT TORQUE,。
步進(jìn)電機(jī)主要特點(diǎn)
1、一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,,且不累積,。
2、步進(jìn)電機(jī)外表允許的高溫度,。
步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁,,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)外表允許的高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn),;一般來(lái)講,,磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上,有的甚至高達(dá)攝氏200度以上,,所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度*正常,。
3、步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降,。
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),,電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,,反向電動(dòng)勢(shì)越大,。在它的作用下,,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降,。
4,、步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。
步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載啟動(dòng)頻率,,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),,可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn),。在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低,。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng),,脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程,即啟動(dòng)頻率較低,,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?br /> 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn),,在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高,,步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用,。
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