一、步進電機選用指南: 1、 怎么確定步進電機的型號,要注意那幾個主要參數(shù)?混合式步進電機中的靜力矩,引線數(shù),電感等參數(shù)如何理解? 一般是根據(jù)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(zhuǎn)速和額定電流,傳動機構(gòu)等,起動的轉(zhuǎn)速和正常運行的轉(zhuǎn)速,另外還有電機的精度。 靜力矩或者叫保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE): 是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時,定子鎖住轉(zhuǎn)子的 力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一,通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于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(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如,當人們說2N.m的步進電機,在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進電 機。 定位力矩 (DETENT TORQUE) 是指步進電機沒有通電的情況下,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于DETENT TORQUE 在國內(nèi)沒有統(tǒng)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(qū)別就是電機通電和不通電定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩的區(qū)別了。 引線數(shù): 引線數(shù)就比較直觀了,就是電機接線引腳的數(shù)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: 電感的參數(shù)一般而言不是電機重點參數(shù),但是它和電機有非常密切的關(guān)系,電感通電產(chǎn)生電磁感應才有電磁力。不過因為電磁力還和電機內(nèi)部其他東西有很大關(guān)系,很難從電感上看出什么,看電機力氣還是得看靜力矩和矩頻曲線。電感只是和驅(qū)動電路設計上有點關(guān)系。 2、 步進電機選型注意事項 a、步進電機應用于低速場合-----每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn),(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(tài),整步狀態(tài)時振動大。 c、除了標稱為12V電壓的電機使用12V外,其他電機可根據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓(建議:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流46V,110BYG采用高于直流80V)。當然,12伏電壓的電機也可以采用其他驅(qū)動電源,不過要考慮溫升。 d、轉(zhuǎn)動慣量大的負載應選擇機座號較大的電機。 e、工作轉(zhuǎn)速較高的電機在帶動大慣量負載時,一般不要在工作轉(zhuǎn)速下起動,而應該采用逐漸升頻提速,這樣一來電機不會失步,二來可以減少噪音,還可以提高停轉(zhuǎn)時的定位精度。 f、精度要求高時,應通過采用機械減速、提高電機速度以及選用高細分數(shù)的驅(qū)動器來解決。電機不應在振動區(qū)內(nèi)工作,如若必須可通過改變電壓、電流或增加阻尼的方法解決。 g、電機工作在600PPS(0.9度)以下,應選擇小電流、大電感、低電壓的驅(qū)動器。 h、應遵循先選電機后選驅(qū)動器的原則。 3、 步進電機原理 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速和停止位置只取決于脈沖 信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進電機只有周期性誤差而無累積誤 差的特點,使得其控制速度和位置非常簡單。步進電機與普通直流電機或交流電機在使用上的區(qū)別是,它不可以直接連接電源,必須在雙環(huán)形脈沖信號和功率驅(qū)動電 路等組成的控制系統(tǒng)中使用。 4、 步進電機的分類 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(qū)別 2相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時力矩下降快;3相電機振動較小,高速性能好,比2相電機的速度高百分之30~50,2相步進電機步距角多為1.8 度,3相多為1.5度 6、 步進電機和伺服電機的區(qū)別 力矩范圍:步進電機系統(tǒng)一般為中小力矩(一般在40Nm以下)范圍;伺服電機系統(tǒng)可實現(xiàn)全范圍。 速度范圍:步進電機系統(tǒng)速度低(一般在2000RPM以下,大力矩電機小于1000RPM);伺服電機系統(tǒng)速度高(交流伺服可達5千RPM,直流伺服電機可達1~2萬RPM)。 控制方式:步進電機系統(tǒng)主要是位置控制, 也可實現(xiàn)智能化的位置/轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩控制方式,低速時有振動(但使用高細分驅(qū)動器可明顯改善);伺服電機系統(tǒng)閉環(huán)控制,運行平滑。 精度:步進電機系統(tǒng)一般精度較低,使用高細分驅(qū)動器時較高;伺服電機系統(tǒng)的精度取決于反饋裝置的分辨率。 矩頻特性:步進電機系統(tǒng)高速時力矩下降快;伺服電機系統(tǒng)的矩頻特性好,特性較硬。 過載特性:步進電機系統(tǒng)過載時會失步;伺服電機系統(tǒng)短時可承受3~10倍過載。 反饋方式:步進電機系統(tǒng)大多數(shù)為開環(huán)控制,也可接編碼器反饋,防止失步;伺服電機系統(tǒng)為閉環(huán)方式,編碼器反饋。 編碼器類型:步進電機系統(tǒng)開環(huán)控制時不用編碼器;伺服電機系統(tǒng)一般采用光電型旋轉(zhuǎn)編碼器(增量型/絕對值型),旋轉(zhuǎn)變壓器型。 響應速度:步進電機系統(tǒng)相應速度一般;伺服電機系統(tǒng)相應速度快。 耐振動:步進電機系統(tǒng)耐振動好;伺服電機系統(tǒng)耐振動一般 (旋轉(zhuǎn)變壓器型耐振動好)。 溫升:步進電機系統(tǒng)運行溫升較高;伺服電機系統(tǒng)一般。 維護性:步進電機系統(tǒng)基本可以免維護;伺服電機系統(tǒng)維護性較好。 價格:步進電機系統(tǒng)價格低;伺服電機系統(tǒng)價格高。 7、 如何配用步進電機驅(qū)動器? 根據(jù)電機的電流,配用大于或等于此電流的驅(qū)動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅(qū)動器。對于大轉(zhuǎn)矩電機,盡可能用高電壓型驅(qū)動器,以獲得良好的高速性能。 二、步進電機驅(qū)動器: 1、使用步進電機驅(qū)動器注意事項 1)電源電壓要合適(過壓可能造成驅(qū)動模塊的損壞),直流輸入的+/-極性不得接錯,驅(qū)動控制器的電流設定值應該合適(開始時不要太大); 2)控制信號線接牢靠,工業(yè)環(huán)境下應考慮屏蔽問題(如采用雙絞線); 3)不要一開始就把所有線全接上,可先進行最基本系統(tǒng)的連接,確認運行良好后再完成全部連接。 4)必須事先確認好接地端和浮空端。 5)剛開始運行時,仔細觀察電機的聲音和溫升情況,發(fā)現(xiàn)異常應立即停機調(diào)整。 2、一般步進電機驅(qū)動器識別的最低脈沖脈寬和2細分下的最高接受頻率 一般識別的最低脈沖脈寬不少于2微秒,2細分下的最高接受頻率為40khz左右 3、步進電機驅(qū)動器的一般故障現(xiàn)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(zhuǎn),缺相等。 三、步進電機控制器: 1、步進電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作,控制信號由單片機(或其它如plc等)產(chǎn)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沖分配。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,通電控制脈沖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(zhuǎn)向 如果給定工作方式正序換相通電,步進電機正轉(zhuǎn),如果按反序通電換相,則電機就反轉(zhuǎn)。 (3)控制步進電機的速度 如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖,它就轉(zhuǎn)一步,再發(fā)一個脈沖,它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短,步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率,就可以對步進電機進行調(diào)速。 2、PLC與步進電機驅(qū)動器接線指南: q0.0 ---------->控制脈沖 q0.2----------->控制方向 L+ ------------>共陽端 L+與pul+、dir+相接 q0.0 ---------->控制脈沖與pul-連接 q0.2----------->控制方向與dir-連接 注意脈沖和方向均串1k電阻 |