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步進馬達(dá)
步進馬達(dá)是行業(yè)中人士對“步進電機”的另一種稱呼。
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)控制元步進電機件。
在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為”步距角“,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。
這一線性關(guān)系的存在,加上步進馬達(dá)只有周期性的誤差而無累積誤差
等特點。使得
在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進馬達(dá)來控制變的非常的簡單。
可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;
同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
步進電機是一種感應(yīng)電機,
它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為步進電機供電,步進電機才能正常工作,驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的,多相時序控制器
步進馬達(dá)須由雙環(huán)脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用環(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。
步進馬達(dá)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講:當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進馬達(dá)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(及步進角)
馬達(dá)外表允許的*高溫度應(yīng)取決于不同馬達(dá)磁性材料的退磁點;一般來講,磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上,有的甚至高達(dá)攝氏200度以上,所以步進馬達(dá)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。
步進馬達(dá)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的特點,
一般可采用以下方案來克服:
如步進馬達(dá)正好工作在共振區(qū),可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū);采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器,這是*常用的,*簡單的方法;
距角更小的步進馬達(dá),如三相或五相步進馬達(dá);
換成交流伺服馬達(dá),幾乎可以完全克服震動和噪聲,但成本較高;
在馬過軸上加磁阻尼器,市場上已有這種產(chǎn)品,但機械結(jié)構(gòu)改變較大。
電機固有步距角:它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號,電機大氣層轉(zhuǎn)動的角度。
電機出廠時給出了一個步距角的值,如
86BYG250A
型電機給出的值為0.9
°/1.8
°(表示半步工作時為0.9
°、整步工作時國1.8
°),
這個步距角可以稱之為
‘
電機固有步距角
’
,它不一定是電機實際工作時的真正步距角,真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。
步進馬達(dá)的相數(shù):是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù),
目前常用的有二相、三相、四相、五相步進馬達(dá)。
電機相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機的步距角為0.9
°/1.8
°、三相的為0.75
°/1.5
°、五相的為0.36
°/0.72
°
保持轉(zhuǎn)矩(Holdingtorque):是指步進馬達(dá)通電但沒有轉(zhuǎn)動時,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。
它是步進馬達(dá)*重要的參數(shù)之一,通常步進馬達(dá)在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。
由于步進馬達(dá)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馬達(dá)*重要的參數(shù)之一。比如,當(dāng)人們說2N.m的步進馬達(dá),在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進馬達(dá)。
Detenttorque:是指步進馬達(dá)沒有通電的情況下, 定子銷往轉(zhuǎn)子的力矩。
Detenttorque
在國內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯方式,容易使大家產(chǎn)生誤解;
由于反應(yīng)式步進馬達(dá)的園子不是永磁材料,所有它沒有Detenttorque
一般步進馬達(dá)的精度為步進角的3-5%,且不累積
步進馬達(dá)低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲
步進馬達(dá)有一個技術(shù)參數(shù):
空載啟動頻率,即步進馬達(dá)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機不能正常啟動,可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下,啟動頻度應(yīng)更低。
如果要使電機達(dá)到高速轉(zhuǎn)動,脈沖頻率應(yīng)該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速)
步進馬達(dá)需要與其配套的伺服電機驅(qū)動器才能工作,它的*大特點是定位**
步進電機一
般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的,一般只用力矩來衡量,力矩與功率換算如下
:
P=ω·M
,
ω=2π·n/60
,
P=2πnM/60
,其
P
為功率單位為瓦,
ω
為每秒角速度,單位為弧度,
n
為每分鐘轉(zhuǎn)速,
M
為力矩單位為牛頓
·
米,
P=2πfM/400(
半步工作)其中
f
為每秒脈沖數(shù)(簡稱
PPS)
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