步進(jìn)電機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的,其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為百分之100),定位精度為每步X百分之5。所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動,這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移,或者說:控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號,通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識。 為了讓更多的用戶了解步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,選擇到最適合自己使用要求的步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,特將有關(guān)選型原則介紹如下:(僅供參考) 1. 首先確定步進(jìn)電機(jī)拖動負(fù)載所需要的扭矩。******的方法是在負(fù)載軸上加一杠桿,用彈簧秤拉動杠桿,拉力乘以力臂長度既是負(fù)載力矩。M=fXs或者根據(jù)負(fù)載特性從理論上計(jì)算出來。目前步進(jìn)電機(jī)只標(biāo)注****靜轉(zhuǎn)距,步進(jìn)電機(jī)的****靜轉(zhuǎn)距不超過45Nm ,力矩越大,成本越高,如果您所選擇的電機(jī)力矩較大或超過此范圍,可以考慮加配減速裝置。 2. 確定步進(jìn)電機(jī)的****運(yùn)行轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速指標(biāo)在步進(jìn)電機(jī)的選取時至關(guān)重要,步進(jìn)電機(jī)的特性是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高,扭矩下降,其下降的快慢和很多參數(shù)有關(guān),如 : 驅(qū)動器的驅(qū)動電壓、電機(jī)的相電流、電機(jī)的相電感、電機(jī)大小等等,一般的規(guī)律是:驅(qū)動電壓越高,力矩下降越慢;電機(jī)的相電流越大,力矩下降越慢。在設(shè)計(jì)方案時,一般的規(guī)律應(yīng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在幾百轉(zhuǎn)/分,當(dāng)然高速也行,可以參考〈矩 - 頻特性〉。 3. 根據(jù)負(fù)載****力矩和****轉(zhuǎn)速這兩個重要指標(biāo),再參考〈矩 - 頻特性〉,就可以選擇出適合自己的步進(jìn)電機(jī)。如果您認(rèn)為自己選出的電機(jī)太大,可以考慮加配減速裝置,這樣可以節(jié)約成本,也可以使您的設(shè)計(jì)更靈活。要選擇好合適的減速比,要綜合考慮力矩和速度的關(guān)系,選擇出****方案。 4.步進(jìn)電機(jī)速度控制是靠輸入的脈沖信號的變化來改變的,從理論上說,只需給驅(qū)動器脈沖信號即可,每給驅(qū)動器一個脈沖(CP),步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個步距角(細(xì)分時為一個細(xì)分步距角)但是實(shí)際上,如果脈沖CP信號變化太快,步進(jìn)電機(jī)由于慣性將跟隨不上電信號的變化,這時會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步現(xiàn)象,所以步進(jìn)電機(jī)在啟動時,必須有升速過程,在停止時必須有降速過程。一般來說升速和降速規(guī)律相同,以下為升速為例介紹: 升速過程由突跳頻率加升速曲線組成(降速過程反之)。突跳頻率是指步進(jìn)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)時突然施加的脈沖啟動頻率,此頻率不可太大,否則也會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。升降速曲線一般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線,當(dāng)然也可采用直線或正弦曲線等。用戶需根據(jù)自己的負(fù)載選擇合適的突跳頻率和升降速曲線,找到一條理想的曲線并不容易,一般需要多次‘試機(jī)’才行。指數(shù)曲線在實(shí)際軟件編程中比較麻煩,一般事先算好時間常數(shù)存貯在計(jì)算機(jī)存貯器內(nèi),工作過程中直接選取。

5. 最后還要考慮留有一定的(如 百分之20)力矩余量和轉(zhuǎn)速余量。 6. 盡量選擇混合式步進(jìn)電機(jī),它的性能高于反映式步進(jìn)電機(jī)。 7.盡量選取細(xì)分驅(qū)動器,且使驅(qū)動器工作在細(xì)分狀態(tài)。降低運(yùn)行噪音。 8. 選取時且勿走入只看電機(jī)力矩這一個指標(biāo)的誤區(qū),也就是說并非電機(jī)的扭矩越大越好,要和速度指標(biāo)一起考慮。同一系列電機(jī)直徑,長度相同,電流大,電機(jī)高頻性能好,反之亦然。 9.在轉(zhuǎn)速要求較高的情況下可以選擇驅(qū)動電壓高一點(diǎn)的驅(qū)動器和大電流電機(jī)。 10.在選購時是采用兩相,三相的還是五相的,這并沒有什么具體的要求,只要步距角能滿足使用要求就行。步距角越小,電機(jī)運(yùn)行越平穩(wěn)。
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