步进电机学习

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步进电机学习

2024-07-16 11:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

关键词解释        pps(pulses per second):表示步进电机速度单位,(在不做特别说明情况下, PPS是指不细分每秒所送出的脉冲频率(也可以称为:脉冲数))。        RPM( revolutions per minute):表示每分钟多少转,“运转速度”。         如:一秒钟圈,                特性:

         1)保持转矩(Holding torque)(保持力矩单位:Nm)                 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,它是步进电机最重要          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断哀减,          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最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m          的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。          2)锁住力矩(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。          在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有          没有DETENT TORQUE。          3)输出力矩(output torque)                 以指定的驱动频率脉冲(周波数)使马达转动,然后给马达施加一个较大的负荷力矩,使马达转动不正常。          之后慢慢减少给马达所施加的负荷力矩,直至马达转动正常之前的那个最小的力矩就是输出力矩。          4)输入力矩(input torque)                 以指定的驱动频率脉冲(周波数)使马达转动,然后给马达慢慢增加所施加的负荷力矩,直至马达转动不正常          之前的那个最小的力矩就是输入力矩。          5)最大应答周波数(空载启动频率)(Maximum Slewing Frequency)                 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,可能会发生          丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有个加速过程,即          启动频率较低,然后按一定加速度升到所测试时先以最小频率(周波数)的驱动脉冲使马达转动,然后慢慢增加驱          动脉冲的频率,直至马达转动不正常之前的那个最小的驱动脉冲频率就是最大应答周波数(空载启动频率)。            6)最大自起动周波数(Maximum Starting Frequency)               以最大频率(周波数)的驱动脉冲使马达无法正常转动,然后慢慢减小驱动脉冲的频率,直至马达转动正常之前         的那个最小驱动脉冲频率就是最大自起动周波数。          7)电机力矩和转速之间的关系(The relationship between torque and speed of motor)                当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个方向电动势;频率越高,方向电动势越大。         在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流越小,从而导致力矩下降。

         8)电机表面温度(Motor surface temperature)                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(脱调),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。测试时可以用一定的频率的驱动脉冲使马达在无         风的室温状态下转数小时,然后用红外温度计测量马达表面温度。  

电机主要性能参数:1)电性能(electric performance)      1>相数(number of phase)      2>驱动方式(drive model)      3>步距角(step angle)      4>额定电压(voltage)      5>直流电阻(resistance of per phase)      6>最大空载牵出频率(Max no-load pull out frequency)      7>最大空载牵入频率(Max no-load pull in frequency)      8>最大牵出频率(max pull out frequency)      9>最大牵入频率(max pull in frequency)      10>牵出转矩(put out torque)      11>牵入转矩(put in rorque)      12>绝缘电阻(insulation resistance)      13>绝缘介电强度(dielectric break down of insulation)      14>绝缘等级(insulation grade)      15>温升(temperature rise)2)机械性能(mechanical performance)       1>外观(outside view)       2>电机结构及外形尺寸(motor structure and size)       3>重量(weight)       4>摩擦转矩(friction torque)       5>噪音(noise)       6>输出轴机械强度(Mechanical strength of output shaft)       7>引出线强度(lead wire shrength)       8>自定位转矩(detent torque)  计算公式:计算步进电机转速:转速(r/s)=脉冲频率/(电机每转整步数*细分数) V:电机转速(R/S);  P:脉冲频率(Hz);     θe:电机固有步距角; m:细分数(整步为1,半步为2)  

步距角θ=360度/(转子齿数×运行拍数)。

电机的步距角表示控制系统每发送一个脉冲信号,电机所转动的角度。或者说,每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为歩距角,用θ表示。

以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50×4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50×8)=0.9度(俗称半步)。 还有一种方式:1)普通:       θ=360°C/(50《转子齿数》×10《定子齿数》)=0.72°C                         2)高分辨率:θ=360°C/(100《转子齿数》×10《定子齿数》)=0.36°C

 

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什么叫步进电机的牵入转矩(pull in torque)? 答: 动态力矩,即在一定步进速率下电机所产生的力矩。动态力矩一般由PULL IN(牵入)力矩或PULL OUT(牵出)力矩所表示。

 PULL OUT(牵出)力矩:(也有一些电机厂家称为脱入力矩)

  步进电机在不失步的前提下,连续恒速运转时轴端能够输出的最大力矩。

 PULL IN(牵入)力矩:(也有一些电机厂家称为脱出力矩)

  步进电机在不失步的前提下,能够确保启动、停车和换向的加速转矩。必须克服转子惯量、外接负载及各种摩擦转矩。牵入力矩通常小于牵出力矩。

 科普知识 1,常用计算公式: 转速:电机每分钟旋转圈数,常用单位: 转/分(rpm 或 r/min.)。        rpm : revolution  per  mintue        转/分 = 转/秒×60              转/秒(rps 或 r/sec.) 频率:控制器每秒发出脉冲数,常用单位: 脉冲/秒 (pps 或Hz)。        pps : pulse per second 细分:常用步进驱动器设置的每转脉冲数来表示,常用单位:脉冲/转 (ppr 或 pulse/rev.)        ppr : pulse per revolution     (注:细分数实际是指通过电子技术将步进电机固有的每一步细分成的更多步数,但目前国内为了使用和计算方便而按上述每转脉冲数来标注。) 传动比:从动轮齿数(或直径)与主动轮齿数(或直径)的比值,通常用i表示。        同步传动i=1;减速传动i>1;增速传动i


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