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步進電機-步進電機驅動器-步進馬達-江蘇拓格電子科技有限公司步進電機供應商

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步進電機問答

  1.什麽是步進電機?

  步進電機是一種將電脈沖轉化爲角位移的執行機構。通俗一點講:當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的标的目的轉動一個固定的角度(及步進角)。您可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到准確定位的目的;同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。

  2.步進電機分哪幾種?

  步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)

  永磁式步进一般为两相,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。在欧美等发达 80年代已被裁减;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的长处。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 *为广泛。

  3.什么是保持转矩(HOLDING TORQUE)?

  保持转矩(HOLDING TORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机 *主要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不竭衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机 *主要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有不凡说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。

  4.什么是DETENT TORQUE?

  DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。

  DETENT TORQUE 在国内没有 的翻译方式,轻易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。

  5.步進電機精度爲多少?是否累積?

  一般步進電機的精度爲步進角的3-5%,且不累積。

  6.步進電機的外表溫度允許達到多少?

  步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表准许的 *高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

  7.爲什麽步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降?

  當步進電機轉動時,電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高,反向電動勢越大。在它的作用下,電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導致力矩下降。

  8.爲什麽步進電機低速時可以正常運轉,但若高于必然速度就無法啓動,並伴有嘯叫聲?

  步進電機有一個技術參數:空載啓動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啓動的脈沖頻率,假如脈沖頻率高于該值,電機不能正常啓動,可能發生丟步或堵轉。在有負載的情況下,啓動頻率應更低。假如要使電機達到高速轉動,脈沖頻率應該有加速過程,即啓動頻率較低,然後按必然加速度升到所希望的高頻(電機轉速從低速升到高速)。

  9.如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉時的振動和噪聲?

  步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點,一般可采用以下方案來克服:

  A.如步進電機正好工作在共振區,可通過改變減速比等機械傳動避開共振區;

  B.采用带有细分功能的驱动器,这是 *常用的、 *简便的方法;

  C.換成步距角更小的步進電機,如三相或五相步進電機;

  D.換成交流伺服電機,幾乎可以完全克服震動和噪聲,但成本較高;

  E.在電機軸上加磁性阻尼器,市場上已有這種産品,但機械結構改變較大。

  10.細分驅動器的細分數是否能代表精度?

  步进电机的细分技术本色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° 的两相混合式步进电机,假如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°,电机的精度能否达到或接近0.45°,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不同很大;细分数越大精度越难控制。

  11.四相混合式步進電機與驅動器的串聯接法和並聯接法有什麽區別?

  四相混合式步進電機一般由兩相驅動器來驅動,因此,連接時可以采用串聯接法或並聯接法將四相電機接成兩相使用。串聯接法一般在電機轉速較的場合使用,此時需要的驅動器輸出電流爲電機相電流的0.7倍,因而電機發熱小;並聯接法一般在電機轉速較高的場合使用(又稱高速接法),所需要的驅動器輸出電流爲電機相電流的1.4倍,因而電機發熱較大。

  12.如何確定步進電機驅動器的直流供電電源?

  A.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(比如IM483的供电电压为12~48VDC),电源电压通常按照电机的工作转速和响应要求来选择。假如电机工作转速较高或响应要求较快,那么电压取值也高,但留意电源电压的纹波不能超过驱动器的 *大输入电压,不然可能损坏驱动器。

  B.电流的确定:供电电源电流一般按照驱动器的输出相电流I来确定。假如采用线性电源,电源电流一般可取I 的1.1~1.3倍;假如采用开关电源,电源电流一般可取I 的1.5~2.0倍。

  13.混合式步進電機驅動器的脫機信號FREE一般在什麽情況下使用?

  當脫機信號FREE爲低電平時,驅動器輸出到電機的電流被切斷,電機轉子處于自由狀態(脫機狀態)。在有些自動化設備中,假如在驅動器不斷電的情況下要求直接轉動電機軸(手動方式),就可以將FREE信號置低,使電機脫機,進行手動操作或調節。手動完成後,再將FREE信號置高,以繼續自動控制。

  14.假如用簡單的方法調整兩相步進電機通電後的轉動标的目的?

  只需將電機與驅動器接線的A+和A-(或者B+和B-)對調即可。

  關于驅動器的細分原理及一些相關說明:

  在國外,對于步進系統,主要采用二相混合式步進電機及相應的細分驅動器。

  但在国内,广大用户对“细分”还不是特殊了解,有的只是认为,细分是为了提高精度,其实不然,细分主要是改善电机的运行性能,现说明如下:步进电机的细分控制是由驱动器 控制步进电机的相电流来实现的,以二相电机为例,假如电机的额定相电流为3A,假如使用常规驱动器(如常用的恒流斩波方式)驱动该电机,电机每运行一步,其绕组内的电流将从0突变为3A或从3A突变到0,相电流的巨大变化,必然会引起电机运行的振动和噪音。假如使用细分驱动器,在10细分的状况下驱动该电机,电机每运行一微步,其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A,且电流是以正弦曲线规律变化,这样就大大的改善了电机的振动和噪音,因此,在性能上的长处才是细分的真正长处。由于细分驱动器要 控制电机的相电流,所以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求,成本亦会较高。留意,国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分,有的亦称为细分,但这不是真正的细分,望广大用户必然要分清两者的本质不同:

  1.“平滑”并不 控制电机的相电流,只是把电流的变化率变缓一些,所以“平

  滑”并不产生微步,而细分的微步是可以用来 定位的。

  2.電機的相電流被平滑後,會引起電機力矩的下降,而細分控制不单不會引起電機力矩的下降,相反,力矩會有所增加。