步進電機型號、參數(shù)、選擇

1、2021/6/161 步進電機及驅(qū)動器知識概述步進電機及驅(qū)動器知識概述 機械設計講師：宣言機械設計講師：宣言 2021/6/162 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、步進電動機簡介 二、驅(qū)動器簡介 三、電機選型計算方法 四、計算例題 五、雷賽公司步進驅(qū)動器的命名方法 六、雷賽公司驅(qū)動器產(chǎn)品線介紹 七、電機接線 八、評判步進系統(tǒng)好壞的依據(jù) 九、使用過程中常見問題及原因分析 十、步進驅(qū)動系統(tǒng)的常見問題 （FAQ) 十一、步進電動機與交流伺服電動機的性能比較 十二、驅(qū)動器產(chǎn)品測試對比 2021/6/163 一、步進電動機簡介 步進電動機的歷史 步進電動機的定義 步進電動機的工作原理 步進電動機的機座號 步進電動

2、機構造 步進電動機主要參數(shù) 步進電動機的特點 2021/6/164 一、步進電動機簡介一、步進電動機簡介 步進電動機的歷史：德國百格拉公司于1973年發(fā)明了五相混 合式步進電機及其驅(qū)動器；1993年又推出了性能更加優(yōu)越的三相 混合式步進電機。我國在80年代以前，一直是反應式步進電機占 統(tǒng)治地位，混合式步進電機是80年代后期才開始發(fā)展。 步進電動機的定義：是一種專門用于速度和位置精確控制的 特種電機，它旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運行 的，故稱步進電機。 3. 步進電動機的工作原理 以單極性電機為例來解釋 工作原理 2021/6/165 2021/6/166 2021/6/167 2

3、021/6/168 2021/6/169 2021/6/1610 2021/6/1611 4.4. 步進電動機的機座號：主要有35、39、42、57、86、110等 5. 5. 步進電動機構造：由轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體、轉(zhuǎn)軸、滾珠 軸承），定子（繞組、定子鐵芯），前后端蓋等組成。最典型兩相 混合式步進電機的定子有8個大齒，40個小齒，轉(zhuǎn)子有50個小齒； 三相電機的定子有9個大齒，45個小齒，轉(zhuǎn)子有50個小齒。 電動機構造圖轉(zhuǎn)軸成平行方向的斷面圖 2021/6/1612 6.6. 步進電動機主要參數(shù) 步進電機的相數(shù)：是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有 兩相、三相、五相步進電機。 拍數(shù)：完成一個

4、磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)，用m 表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)。 保持轉(zhuǎn)矩：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。 步距角：對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移。 定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩。 失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。 失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在 失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。 運行矩頻特性：電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與 頻率關系的曲線 。 2021/6/1613 7.7. 步進電機的特點 一般步進電機的精度為步距角的3-5%，且不累積； 步進電機

5、外表允許的最高溫度取決于不同電機磁性材料的退磁點； 步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降（U=E+L(di/dt)+I*R） 矩頻特性曲線 2021/6/1614 空載啟動頻率：即步進電機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)。 步進電機的起步速度一般在10100RPM，伺服電機的起步 速度一般在100300RPM。根據(jù)電機大小和負載情況而定， 大電機一般對應較低的起步速度。 低頻振動特性：步進電動機以連續(xù)的步距狀態(tài)邊移動邊重復 運轉(zhuǎn)。其步距狀態(tài)的移動會產(chǎn)生1 步距響應。 1 步距響應圖 2021/6/1615 電機驅(qū)動電壓越高，電機電

6、流越大，負載越輕，電機體積越小， 則共振區(qū)向上偏移，反之亦然。步進電機低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲 大是其固有的缺點，克服兩相混合式步進電機在低速運轉(zhuǎn)時的振 動和噪聲方法： 通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)； 采用帶有細分功能的驅(qū)動器； 換成步距角更小的步進電機； 選用電感較大的電機 換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本高； 采用小電流、低電壓來驅(qū)動。 在電機軸上加磁性阻尼器； 中高頻穩(wěn)定性 電機的固有頻率估算值： 式中：Zr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)；Tk為電機負載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動貫量 J TZ f kr 2 1 0 2021/6/1616 二、步進驅(qū)動器簡介二、步進驅(qū)動器簡介 恒流驅(qū)動 單極性

7、驅(qū)動 雙極性驅(qū)動 微步驅(qū)動 步進電動機的閉環(huán)伺服控制 導通和截止時的電機繞組電流和電壓的關系 電壓和電流與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關系 2021/6/1617 二、步進驅(qū)動器簡介二、步進驅(qū)動器簡介 步進驅(qū)動器：是一種能使步進電機運轉(zhuǎn)的功率放大器，能把控制器 發(fā)來的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移，電機的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率 成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調(diào)速，控制脈沖數(shù)就可以精確 定位。 電機控制原理圖 2021/6/1618 恒流驅(qū)動 恒流控制的基本思想是通過控制主 電路中MOSFET的導通時間，即調(diào)節(jié) MOSFET觸發(fā)信號的脈沖寬度，來達 到控制輸出驅(qū)動電壓進而控制電機 繞組電流的目的。 H橋恒頻斬波恒相流

8、驅(qū)動電路原理框圖 電流PWM細分驅(qū)動電路示意圖 2021/6/1619 單極性驅(qū)動 單極性驅(qū)動原理圖 雙極性驅(qū)動 雙極性驅(qū)動原理圖 2021/6/1620 微步驅(qū)動 微步驅(qū)動技術是一種電流波形控制技術。其基本思想是控制每相繞 組電流的波形，使其階梯上升或下降，即在0和最大值之間給出多 個穩(wěn)定的中間狀態(tài)，定子磁場的旋轉(zhuǎn)過程中也就有了多個穩(wěn)定的中 間狀態(tài)，對應于電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的步數(shù)增多、步距角減小。采用細分 驅(qū)動技術可以大大提高步進電機的步矩分辨率，減小轉(zhuǎn)矩波動，避 免低頻共振及降低運行噪聲 步進電動機微步驅(qū)動電路基本結(jié)構框圖 2021/6/1621 步距角：控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動

9、的角度。 V：電機轉(zhuǎn)速（R/S）；P：脈沖頻率（Hz）；e：電機固有步距角； 實用公式：轉(zhuǎn)速(r/s）=脈沖頻率 /（電機每轉(zhuǎn)整步數(shù)*細分數(shù)） m P srV e 360 )/( m：細分數(shù)（整步為1，半步為2） 電機固有步距角 所用驅(qū)動器類型及工作狀態(tài) 電機運行時的真正步距角 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在半步狀態(tài) 0.9 0.9/1.8驅(qū)動器工作在5細分狀態(tài) 0.36 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在10細分狀態(tài) 0.18 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在20細分狀態(tài) 0.09 0.9/1.8 驅(qū)動器工作在40細分狀態(tài) 0.045 2021/6/1622 電機繞組電流波形分析 2021/6/1623

10、 步進電動機的閉環(huán)伺服控制 步進電動機矢量控制位置伺服系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構原理圖 2021/6/1624 6、導通和截止時的電機繞組電流和電壓的關系 當T導通時有： E dt di LRiU 1 1 當T截止時有： E dt di Li 2 2 0 2021/6/1625 電壓和電流與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關系 步進電機一定時，供給驅(qū)動器的電壓值對電機性能影響大， 電壓越高，步進電機能產(chǎn)生的力矩越大，越有利于需要高速應 用的場合，但電機的發(fā)熱隨著電壓、電流的增加而加大，所以 要注意電機的溫度不能超過最大限值。 一個可供參考的經(jīng)驗值：步進電機驅(qū)動器的輸入電壓一般設定在步進步進 電機額定電壓的電機額定電壓

11、的325325倍倍。建議：57機座電機采用直流24V-48V，86機座 電機采用直流36-70V,110機座電機采用高于直流80V。 對變壓器降壓，然后整流、濾波得到的直流電源，其濾波電 容的容量可按以下工程經(jīng)驗公式選?。篊=C=（8000 X I8000 X I）/ V/ V（uF） I為繞組電流（A）；V為直流電源電壓（V） 2021/6/1626 三、電機選型計算方法三、電機選型計算方法 電機最大速度選擇 電機定位精度的選擇 1. 電機力矩選擇 2021/6/1627 三、電機選型計算方法 選擇電機一般應遵循以下步驟： 電機最大速度選擇 步進電機最大速度一般在6001200 rpm。 交

12、流伺服電機額定速度一般在3000 rpm，最大轉(zhuǎn)速為5000rpm。 機械傳動系統(tǒng)要根據(jù)此參數(shù)設計。 2021/6/1628 2. 電機定位精度的選擇 機械傳動比確定后，可根據(jù)控制系統(tǒng)的定位精度選擇步進電機 的步距角及驅(qū)動器的細分等級。一般選電機的一個步距角對應 于系統(tǒng)定位精度的1/2 或更小。 注意：當細分等級大于1/4后，步距角的精度不能保證。 伺服電機編碼器的分辨率選擇：分辨率要比定位精度高一個數(shù)量 級。 3. 電機力矩選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜 力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負載，而負載可分為慣 性負載和摩擦負載二種。直接起動時（一般由低速）時二

13、種負 載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要 考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內(nèi)好， 靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸） 轉(zhuǎn)動慣量計算 物體的轉(zhuǎn)動慣量為： 式中：dV為體積元，為 物體密度，r為體積元與轉(zhuǎn)軸的距離。單位：kgm2 dVrJ 2 2021/6/1629 將負載質(zhì)量換算到電機輸出軸上轉(zhuǎn)動慣量，常見傳動機構與公式如下： 2021/6/1630 加速度計算 控制系統(tǒng)要定位準 確，物體運動必須 有加減速過程，如 右圖所示。 已知加速時間 、最大速度Vmax，可得電機的角加速度： t t max (rad / s2) 電機力矩計算

14、 力矩計算公式為： / )( L TJT 式中：TL為系統(tǒng)外力折算到電機上的力矩； 為傳動系統(tǒng)的效率。 2021/6/1631 四、計算例題（直線運動） 運動學計算 動力學計算 選擇同步帶直徑和步進電機細分數(shù)m 計算電機力矩，選擇電機型號 2021/6/1632 四、計算例題（直線運動） 已知：直線平臺水平往復運動，最大行程L400 mm，同步帶 傳動；往復運動周期為T 4s；重復定位誤差 0.05 mm； 平臺運動質(zhì)量M 10 kg，無外力。 求：電機型號、同步帶輪直徑、最大細分數(shù)。 平臺結(jié)構簡圖 運動學計算 平均速度為： 設加速時間為0.1 S；(步進電機一般取加速時間為：0.11秒) (

15、伺服電機一般取加速時間為：0.050.5秒) 則加減速時間共為0.2 S，且加減速過程的平均速度為最大速度的 一 半。 smV/ 2 . 02/4 . 0 2021/6/1633 故有：L 0.2 Vmax / 2 1.8 Vmax 0.4 m 得： Vmax 0.4 / （ 0.2 / 2 1.8 ） 0.211 m/s 所以，加速度為： 2 m/s 11.2 1 .0 0211.0 t V a 加速距離： 勻速距離： 減速距離和加速距離相同， m 0106. 01 . 011. 2 2 1 2 1 22 001 atVSS m 380. 08 . 1211. 0 max2 tVS m 01

16、06. 0 13 SS m 401.0 321 SSSS 動力學計算 同步帶上需要拉力： F M a + f 摩擦力：f M g 設導軌摩擦系數(shù) 0.1 則摩擦力：f 0.1 10 9.8 9.8 N 慣性力: F1 M a 10 2.11 21.1 N 故：同步帶上要有拉力 F F1+ f 21.19.8 30.9 N 2021/6/1634 選擇同步帶直徑和步進電機細分數(shù)m 設同步帶直徑30 mm 周長為C3.14 3.14 30 94.2 mm 核算定位精度：脈沖當量 C / (200 m) C / (200 0.05)= 94.2 / (200 0.05) = 9.42 核算最大轉(zhuǎn)速：

17、nmax Vmax/ C 0.211 / (94.2/1000) 2.24 r/s 第2級主動輪直徑仍取：3 30 mm； 第1級主動輪直徑?。? 25 mm； 減速比?。篿 1 ：3； 顯然，細分數(shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低。 但是，同步帶直徑也不可能小2倍，所以只能增加一級減速 2021/6/1635 則第1級從動輪直徑為?。?75 mm； 電機最大轉(zhuǎn)速為： 驅(qū)動器細分數(shù)： 故，取4細分就很合適了。 實際脈沖當量： 計算電機力矩，選擇電機型號 第2級主動輪上的力矩：T2F3 / 2 第1級主動輪上，即電機軸上的力矩：T1T2 i F 3 / 2 i = 0.155 Nm 由于沒有考慮同步帶的效率、

18、導軌和滑塊裝配誤差造成的摩擦、同步帶 輪的摩擦和轉(zhuǎn)動慣量等因素，同時，步進電機在高速時扭矩要大幅度下 降；所以，取安全系數(shù)為3比較保險。 故，電機力矩To0.155 3 0.465 Nm )/(72. 6/3 maxmax srCVn 14. 3)/05. 0200/(iCm mmimC04. 0)/200/( 2021/6/1636 選57HS09即可，其靜力矩為0.9 Nm。和57HS09類似的電機矩 頻特性圖如下： 2細分（半步）： nmax403 r/min 2687pps 時，T 50 N cm 0.5 N m 2021/6/1637 五、雷賽公司步進驅(qū)動器的命名方法五、雷賽公司步進

19、驅(qū)動器的命名方法 2021/6/1638 六、雷賽公司驅(qū)動器產(chǎn)品線介紹六、雷賽公司驅(qū)動器產(chǎn)品線介紹 M系列系列 MD系列系列 ME系列系列 系列概述系列概述 M880/M840/M860/M 535 四個型號基于IMS 技術。第一代產(chǎn)品， 綜合性能較好，成本 高。 包括兩相和三相產(chǎn) 品，兩相有 MD556/MD882/MD 2278，三相有 3MD560/3MD2280， 屬第二代產(chǎn)品，低 噪聲，成本較M系 列低，較ME系列高 低成本系列，包括 ME432/M542/ME742/ ME872，第二代產(chǎn)品 低速平穩(wěn)性低速平穩(wěn)性 中低速噪聲中低速噪聲 高速性能高速性能 電機電機/驅(qū)動發(fā)熱驅(qū)動發(fā)熱

20、成本成本 備注備注 M415/M420/MA335B/M325為小驅(qū)動器，性能與M系列接近，適合 24V左右的應用，成本較低。 2021/6/1639 七、電機接線方法七、電機接線方法 步進電機驅(qū)動器接線方法步進電機驅(qū)動器接線方法 光電隔離原件作用：電氣隔離、抗干擾 共陽極接法、共陰極接法和差分方式接法 共陽極接法 共陰極接法 2021/6/1640 差分方式典型接線方法 2021/6/1641 4 4、6 6和和8 8線電機接線方法線電機接線方法 四線電機和六線電機高速度模式：輸出電流設成等于或略小于電機額定 電流值； 六線電機高力矩模式：輸出電流設成電機額定電流的0.7倍； 八線電機并聯(lián)接

21、法：輸出電流應設成電機單極性接法電流的1.4倍； 八線電機串聯(lián)接法：輸出電流應設成電機單極性接法電流的0.7倍 。 2021/6/1642 八、評判步進系統(tǒng)好壞的依據(jù)八、評判步進系統(tǒng)好壞的依據(jù) 1）振動、噪音（運行平穩(wěn)性）； 2）中、高速力矩； 3）溫升（發(fā)熱情況）； 4）保護功能； 5）可靠性 2021/6/1643 九、使用過程中常見問題及原因分析 2021/6/1644 十、步進驅(qū)動系統(tǒng)的常見問題十、步進驅(qū)動系統(tǒng)的常見問題 1、什么是步進電機？在何種情況下該使用步進電機？ 步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構。通俗一點講：當步進驅(qū)動器 接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的

22、方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進 角）。 您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可 以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達調(diào)速的目的。因此在需 要準確定位或調(diào)速控制時均可考慮使用步進電機。 2、步進電機分哪幾種？有什么區(qū)別？ 步進電機分三種：永磁式（），反應式（）和混合式（） 永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度； 反應式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動 都很大。在歐美等發(fā)達國家年代已被淘汰。 混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。它又分為兩相四相和五相：兩相 步進角一般為1.8度

23、而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。 3、什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE）？ 保持轉(zhuǎn)矩（)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。保持轉(zhuǎn)矩越大則電機帶負載能力越強。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。 2021/6/1645 4、步進電機的驅(qū)動方式有幾種？ 一般來說，步進電機有恒壓，恒流驅(qū)動兩種

24、，恒壓驅(qū)動已近淘汰，目前普遍使用 恒流驅(qū)動。 5、步進電機精度為多少？是否累積？ 一般步進電機的精度為步進角的3-5%。步進電機單步的偏差并不會影響到下一步 的精度因此步進電機精度不累積。 6、步進電機的外表溫度允許達到多少？ 步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降甚至于丟失。 因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來說，磁性 材料的退磁點都在攝氏度以上，因此步進電機外表溫度在攝氏度完 全正常。 7、為什么步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降？ 當步進電機轉(zhuǎn)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

25、頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導 致力矩下降。 8、為什么步進電機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? 步進電機有一個技術參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機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)。 在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應該有 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）。我們建議空載啟動頻率選定為電機運轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)的倍。 2021/6/1646 9、如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲？ 步進電機低

26、速轉(zhuǎn)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(qū)，可通過改變減速比提高步進電機運行速度。 、采用帶有細分功能的驅(qū)動器，這是最常用的，最簡便的方法。因為細分型驅(qū)動器 電機的相電流變流較半步型平緩。 、換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機，或兩相細分型步進電機。 、換成直流或交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高。 、在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機械結(jié)構改變較大。 10、細分驅(qū)動器的細分數(shù)是否能代表精度？ 步進電機的細分技術實質(zhì)上是一種電子阻尼技術（請參考有關文獻），其主要目的是 減弱或消除步進電機的低頻振動，

27、提高電機的運轉(zhuǎn)精度只是細分技術的一個附帶功能。比 如對于步進角為1.8度的兩相混合式步進電機，如果細分驅(qū)動器的細分數(shù)設置為，那么 電機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45度，電機的精度能否達到或接近0.45度，還取決于細分 驅(qū)動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅(qū)動器精度可能差別很大；細分 數(shù)越大精度越難控制。 11、四相驅(qū)動合式步進電機與驅(qū)動器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別？ 四相混合式步進電機一般由兩相驅(qū)動器來驅(qū)動，因此，連接時可以采用串聯(lián)接法或 并聯(lián)接法將四相電機接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機轉(zhuǎn)速較的場合使用。此時需要的 驅(qū)動器輸出電流為電機相電流的0.7倍，因而電機發(fā)熱小；并聯(lián)

28、接法一般在電機轉(zhuǎn)速較高 的場合使用（又稱高速接法），所需要的驅(qū)動器輸出電流為電機相電流的1.4倍，因而電 機發(fā)熱較大。 2021/6/1647 12、如何確定步進電機驅(qū)動器直流供電電源？ 、供電電源供電電壓的確定 混合式步進電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍，電源電壓通常根據(jù)電 機的工作轉(zhuǎn)速和響應要求來選擇。如果電機工作轉(zhuǎn)速較高或響應要求較快，那么電壓 取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū) 動器。如果電機工作轉(zhuǎn)速較低，則可以考慮電壓選取較低值。 、供電電源輸出電流的確定 供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流來確定。如果采用線性電源，電源電流 一

29、般可取的1.1-1.3倍；如果采用開關電源，電源電流一般可取的1.5-2.0倍。如果 一個供電源同時給幾個驅(qū)動器供電，則應考慮供電電源的電流應適當加倍。 13、混合式步進電機驅(qū)動器的使能信號na一般在什么情況下使用？ 當使能信號na為低電平時，驅(qū)動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉(zhuǎn)子處于自 由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。在有些自動化設備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求可以 用手動直接轉(zhuǎn)動電機軸，就可以將na置低，使電機脫機，進行手動操作或調(diào)節(jié)。手 動完成后，再將na信號置高，以繼續(xù)自動控制。 14、如何用簡單的方法調(diào)整兩相步進電機通電后的轉(zhuǎn)動方向？ 只需將電機與驅(qū)動器接線的+和A-（或者B+和B-)對調(diào)

30、即可。 2021/6/1648 十一、步進電動機與交流伺服電動機的性能比較 控制精度不同 低頻特性不同 矩頻特性不同 過載能力不同 運行性能不同 速度響應性能不同 1. 效率指標不同 2021/6/1649 十一、步進電動機與交流伺服電動機的性能比較 控制精度不同 兩相步進電機步距角為1.8；德國百格拉公司生產(chǎn)的三相混合 式步進電機及驅(qū)動器，可以細分控制來實現(xiàn)步距角為1.8、 0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、 0.036，兼容了兩相和五相步進電機的步距角。交流伺服電動 機的控制精度由電動機后端的編碼器保證。如對帶標準2500線 編碼器的電動而言，驅(qū)動器內(nèi)部采用4倍頻

31、率技術，則其脈沖當 量為360/10000=0.036 ；對于帶17位編碼器的電動機而 言，驅(qū)動器每接收217 =131072個脈沖電動機轉(zhuǎn)一圈，即其 脈沖 當量為360/131072=0.00274658，是步距角為1.8的步進 電機脈沖當量的1/655。 2021/6/1650 低頻特性不同 兩相混合式步進電動機在低速運轉(zhuǎn)時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。交流伺 服電動機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。 矩頻特性不同 步進電動機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高速是會急劇下 降。交流伺服電動機為恒力矩輸出，即在額定轉(zhuǎn)速（如3000RPM） 以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。 過載能力不同 步

32、進電動機一般不具有過載能力，而交流伺服電動機有較強的過載 能力，一般最大轉(zhuǎn)矩可為額定轉(zhuǎn)矩的3倍，可用于克服慣性負載在 啟動瞬間的慣性力矩。步進電動機因為沒有這種過載能力，在選型 時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電動機，便出 現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。 2021/6/1651 運行性能不同 步進電動機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn) 丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；停止時如轉(zhuǎn)速過高，易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所 以為保證其控制精度，應處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系 統(tǒng)為閉環(huán)控制，內(nèi)部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)丟步或 過沖現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 速度響應性能不同 步進電動機從靜止加速到

33、工作速度（一般為幾百RPM）需要200400ms。 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的加速性能較好，從靜止加速到工作速度（如 3000RPM），一般僅需幾毫秒，可用于快速啟動的控制場合。 效率指標不同 步進電動機的效率比較低，一般60%以下。交流伺服電機的效率比較高， 一般80%以上。因此步進電動機的溫升也比交流伺服電機的高。 2021/6/1652 三系列典型驅(qū)動器（MD882；M860A；ME872）溫升對比 MD882： 52-26=26K；M860A： 52-26=26K ；ME872： 62-26=36K 試驗條件：配試電機86HS85，68VDC，速度2R/S，8細分，驅(qū)動器 設定在最大電流值（實測值為：MD882：9A；M860A：7.2A； ME872：