
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1、什么是步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少,但具有專業(yè)
2、技術(shù)人員,能夠自行開(kāi)發(fā),研制的廠家卻非常少,大部分的廠家只一、二十人,連最基本的設(shè)備都沒(méi)有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給用戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況,我們決定以廣泛的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)為例。敘述其基本工作原理。望能對(duì)廣大用戶在選型、使用、及整機(jī)改進(jìn)時(shí)有所幫助。二、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)工作原理(一)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理比較簡(jiǎn)單。下面先敘述三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理。1、結(jié)構(gòu):電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒,定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻,其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi)。0、1/32/3,(相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以乙表示),即A與齒1相對(duì)齊,B與齒2向右錯(cuò)開(kāi)1
3、/3T,C與齒3向右錯(cuò)開(kāi)2/3T,A'與齒5相對(duì)齊,(A'就是A,齒5就是齒1)下面是定轉(zhuǎn)子的展開(kāi)圖:2、旋轉(zhuǎn):如A相通電,B,C相不通電時(shí),由于磁場(chǎng)作用,齒1與A對(duì)齊,(轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同)。如B相通電,A,C相不通電時(shí),齒2應(yīng)與B對(duì)齊,此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過(guò)1/3此時(shí)齒3與C偏移為1/3齒4與A偏移(乙-1/3。=2/3To如C相通電,A,B相不通電,齒3應(yīng)與C對(duì)齊,此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過(guò)1/3此時(shí)齒4與A偏移為1/3乙對(duì)齊。如A相通電,B,C相不通電,齒4與A對(duì)齊,轉(zhuǎn)子又向右移過(guò)1/3乙這樣經(jīng)過(guò)A、B、C、A分別通電狀態(tài),齒4(即齒1前一齒)移到A相,電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距,
4、如果不斷地按A,B,C,A通電,電機(jī)就每步(每脈沖)1/3,向右旋轉(zhuǎn)。如按A,C,B,A通電,電機(jī)就反轉(zhuǎn)。由此可見(jiàn):電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)(脈沖數(shù))和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不過(guò),出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài),這樣將原來(lái)每步1/37:改變?yōu)?/67:。甚至于通過(guò)二相電流不同的組合,使其1/3乙變?yōu)?/12T,1/24T,這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。不難推出:電機(jī)定子上有m相勵(lì)磁繞阻,其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m(m1)/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物
5、理?xiàng)l件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī),出于成本等多方面考慮,市場(chǎng)上一般以二、三、四、五相為多。3、力矩:電機(jī)一旦通電,在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(chǎng)(磁通量)當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開(kāi)一定角度產(chǎn)生力F與(d/d)。成正比S其磁通量(=Br*SBr為磁密,S為導(dǎo)磁面積F與L*D*Br成正比L為鐵芯有效長(zhǎng)度,D為轉(zhuǎn)子直徑Br=NI/RNI為勵(lì)磁繞阻安匝數(shù)(電流乘匝數(shù))R為磁阻。力矩=力*半徑力矩與電機(jī)有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比(只考慮線性狀態(tài))因此,電機(jī)有效體積越大,勵(lì)磁安匝數(shù)越大,定轉(zhuǎn)子間氣隙越小,電機(jī)力矩越大,反之亦然。(二)感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)1、特點(diǎn):感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)
6、相比,結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體,以提供軟磁材料的工作點(diǎn),而定子激磁只需提供變化的磁場(chǎng)而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能,因此該電機(jī)效率高,電流小,發(fā)熱低。因永磁體的存在,該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢(shì),其自身阻尼作用比較好,使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動(dòng)小。感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)某種程度上可以看作是低速同步電機(jī)。一個(gè)四相電機(jī)可以作四相運(yùn)行,也可以作二相運(yùn)行。(必須采用雙極電壓驅(qū)動(dòng)),而反應(yīng)式電機(jī)則不能如此。例如:四相,八相運(yùn)行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍運(yùn)行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=,D=.一個(gè)二相電機(jī)的內(nèi)部繞組與四相電機(jī)完全一致,小功率電機(jī)一般直接接為二相,而功率大
7、一點(diǎn)的電機(jī),為了方便使用,靈活改變電機(jī)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn),往往將其外部接線為八根引線(四相),這樣使用時(shí),既可以作四相電機(jī)使用,可以作二相電機(jī)繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。2、分類感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以相數(shù)可分為:二相電機(jī)、三相電機(jī)、四相電機(jī)、五相電機(jī)等。以機(jī)座號(hào)(電機(jī)外徑)可分為:42BYG(BYG為感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)代號(hào))、57BYG、86BYG、110BYG、(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)),而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。3、步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ)相數(shù):產(chǎn)生不同對(duì)極N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)。常用m表示。拍數(shù):完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示,或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角AB-BC-CD-DA-
8、AB,四相八拍運(yùn)行。表示。0=36吸(轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運(yùn)行所需脈沖數(shù),以四相電機(jī)為例,有四相四拍運(yùn)行方式即方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角:對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用拍數(shù)),以常規(guī)二、四相,轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為0=360®/(50*4)=1.8度(俗稱整步),八拍運(yùn)行時(shí)步距角為0=36隙/(50*8)=0.9度(俗稱半步)。定位轉(zhuǎn)矩:電機(jī)在不通電狀態(tài)下,電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩(由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的)靜轉(zhuǎn)矩:電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下,電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積(幾何尺寸)的標(biāo)準(zhǔn),與驅(qū)動(dòng)
9、電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比,與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān),但過(guò)份采用減小氣隙,增加激磁安匝來(lái)提高靜力矩是不可取的,這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。4、步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ):1、步距角精度:步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示:誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同,四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi),八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。2、失步:電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù),不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3、失調(diào)角:轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角,由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差,采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。4、最大空載起動(dòng)頻率:電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電
10、流下,在不加負(fù)載的情況下,能夠直接起動(dòng)的最大頻率。5、最大空載的運(yùn)行頻率:電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式,電壓及額定電流下,電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6、運(yùn)行矩頻特性:電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性,這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的,也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。如下圖所示:其它特性還有慣頻特性、起動(dòng)頻率特性等。電機(jī)一旦選定,電機(jī)的靜力矩確定,而動(dòng)態(tài)力矩卻不然,電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流(而非靜態(tài)電流),平均電流越大,電機(jī)輸出力矩越大,即電機(jī)的頻率特性越硬。其中,曲線3電流最大、或電壓最高;曲線1電流最小、或電壓最低,曲線與負(fù)載的交點(diǎn)為負(fù)載的最大速度點(diǎn)。要使
11、平均電流大,盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓,使采用小電感大電流的電機(jī)。7、電機(jī)的共振點(diǎn):步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域,二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250Pps之間(步距角1.8度)或在400Pps左右(步距角為0.9度),電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高,電機(jī)電流越大,負(fù)載越輕,電機(jī)體積越小,則共振區(qū)向上偏移,反之亦然,為使電機(jī)輸出電矩大,不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低,一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。8、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制:當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)锳B-BC-CD-DA或0時(shí)為正轉(zhuǎn),通電時(shí)序?yàn)镈A-CA-BC-AB或0時(shí)為反轉(zhuǎn)。三、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖,功率放大等組成的控制系統(tǒng),其方框圖如
12、下:1、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生。脈沖信號(hào)一般由單片機(jī)或CPU產(chǎn)生,一般脈沖信號(hào)白占空比為0.3-0.4左右,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,占空比則越大。2、信號(hào)分配我廠生產(chǎn)的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以二、四相電機(jī)為主,二相電機(jī)工作方式有二相四拍和二相八拍二種,具體分配如下:二相四拍為,步距角為1.8度;二相八拍為,步距角為0.9度。四相電機(jī)工作方式也有二種,四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為1.8度;四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角為0.9度)。3、功率放大功率放大是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最為重要的部分。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動(dòng)態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流(而樣本上的電流均為靜態(tài)電流)。平均電流
13、越大電機(jī)力矩越大,要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢(shì)。因而不同的場(chǎng)合采取不同的的驅(qū)動(dòng)方式,到目前為止,驅(qū)動(dòng)方式一般有以下幾種:恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動(dòng)、恒流、細(xì)分?jǐn)?shù)等。為盡量提高電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能,將信號(hào)分配、功率放大組成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。我廠生產(chǎn)的SH系列二相恒流斬波驅(qū)動(dòng)電源與單片機(jī)及電機(jī)接線圖如下:說(shuō)明:CP接CPU脈沖信號(hào)(負(fù)信號(hào),低電平有效)OPTO接CPU+5VFREE脫機(jī),與CPU地線相接,驅(qū)動(dòng)電源不工作DIR方向控制,與CPU地線相接,電機(jī)反轉(zhuǎn)VCC直流電源正端GND直流電源負(fù)端A接電機(jī)引出線紅線接電機(jī)引出線綠線B接電機(jī)引出線黃線接電機(jī)引出線藍(lán)線步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定
14、型,其性能取決于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,力距越大則要求電機(jī)的電流越大,驅(qū)動(dòng)電源的電壓越高。電壓對(duì)力矩影響如下:4、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器在步進(jìn)電機(jī)步距角不能滿足使用的條件下,可采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的原理是通過(guò)改變相鄰(A,B)電流的大小,以改變合成磁場(chǎng)的夾角來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的。四、步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用(一)步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)有步距角(涉及到相數(shù))、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定,步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了。1、步距角的選擇電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求,將負(fù)載的最小分辨率(當(dāng)量)換算到電機(jī)軸上,每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度(包括減速)。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角
15、度。目前市場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機(jī))、0.9度/1.8度(二、四相電機(jī))、1.5度/3度(三相電機(jī))等。2、靜力矩的選擇步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定,我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載,而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動(dòng)時(shí)(一般由低速)時(shí)二種負(fù)載均要考慮,加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載,恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下,靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好,靜力矩一旦選定,電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來(lái)(幾何尺寸)3、電流的選擇靜力矩一樣的電機(jī),由于電流參數(shù)不同,其運(yùn)行特性差別很大,
16、可依據(jù)矩頻特性曲線圖,判斷電機(jī)的電流(參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓)4、力矩與功率換算步進(jìn)電機(jī)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(lái)衡量,力矩與功率換算如下:P=Q-MQ=2%-n/60P=2nnM/60其P為功率單位為瓦,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=2兀fM/400年步工作)其中f為每秒脈沖數(shù)(簡(jiǎn)稱PPS)(二)、應(yīng)用中的注意點(diǎn)1、步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場(chǎng)合-每分鐘轉(zhuǎn)速不超過(guò)1000轉(zhuǎn),(0.9度時(shí)6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)間使用,可通過(guò)減速裝置使其在此間工作,此時(shí)電機(jī)工作效率高,噪音低。2、步進(jìn)電機(jī)最好不使用
17、整步狀態(tài),整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。3、由于歷史原因,只有標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外,其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值,可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓(建議:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源,不過(guò)要考慮溫升。4、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)。5、電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí),一般不在工作速度起動(dòng),而采用逐漸升頻提速,一電機(jī)不失步,二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。6、高精度時(shí),應(yīng)通過(guò)機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來(lái)解決,也可以采用5相電機(jī),不過(guò)其整個(gè)系統(tǒng)的
18、價(jià)格較貴,生產(chǎn)廠家少,其被淘汰的說(shuō)法是外行話。7、電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作,如若必須可通過(guò)改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。8、電機(jī)在600PPS(0.9度)以下工作,應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。9、應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。(一)步進(jìn)電機(jī)小知識(shí)1 .什么是步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu).通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(及步進(jìn)角).您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的.2 .步進(jìn)電機(jī)分哪幾種步進(jìn)電機(jī)分三種
19、:永磁式(PM),反應(yīng)式(VR劑混合式(HB)永磁式步進(jìn)一般為兩相,轉(zhuǎn)矩和體積較小,步進(jìn)角一般為7.5度或15度;反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相,可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,步進(jìn)角一般為1.5度,但噪聲和振動(dòng)都很大.在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家80年代已被淘汰;混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn).它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度.這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛.3 .什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDINGTORQUE)保持轉(zhuǎn)矩(HOLDINGTORQU是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩.它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一,通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩.由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩
20、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(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一.比如,當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī),在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī).4 .什么是DETENTTORQUEDETENTTORQU既指步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有通電的情況下,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩.DETENTTORQUE國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的翻譯方式,容易使大家產(chǎn)生誤解油于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料,所以它沒(méi)有DETENTTORQUE.5 .步進(jìn)電機(jī)精度為多少是否累積一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積.6 .步進(jìn)電機(jī)的外表溫度允許達(dá)到多少步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁
21、,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn);一般來(lái)講,磁性材料的退磁點(diǎn)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(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常.7 .為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越大.在它的彳用下,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降.8 .為什么步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載啟動(dòng)頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該
22、值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn).在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低.如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng),脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程,即啟動(dòng)頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?9 .如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn),一般可采用以下方案來(lái)克服:A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū),可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū);B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器,這是最常用的,最簡(jiǎn)便的方法;C換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī),如三相或五相步進(jìn)電機(jī);D.換成交流彳服電機(jī),幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲,但成本較高;E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器,市
23、場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品,但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大.10 .細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)(請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn),其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng),提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能.比如對(duì)于步進(jìn)角為1.8的兩相混合式步進(jìn)電機(jī),如果細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4,那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個(gè)脈沖0.45:電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45:還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分電流控制精度等其它因素.不同廠家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大;細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制.11 .四相混合式步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)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(jìn)電機(jī)一般由兩相驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng),因此,連
24、接時(shí)可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián)接法將四相電機(jī)接成兩相使用.串聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較的場(chǎng)合使用,此時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的0.7倍,因而電機(jī)發(fā)熱??;并聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合使用(又稱高速接法,所需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的1.4倍,因而電機(jī)發(fā)熱較大.12 .如何確定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的直流供電電源A.電壓的確定混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的供電電源電壓一般是一個(gè)較寬的范圍(比如IM483的供電電壓為1248VDC),電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來(lái)選擇.如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)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(guò)驅(qū)動(dòng)器的最大輸入電壓,否則可能損壞驅(qū)動(dòng)器.
25、B.電流的確定供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的輸出相電流I來(lái)確定.如果采用線性電源,電源電流一般可取I的1.11.3倍;如果采用開(kāi)關(guān)電源,電源電流一般可取I的1.52.0倍.13 .混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脫機(jī)信號(hào)FREE一般在什么情況下使用當(dāng)脫機(jī)信號(hào)FREE為低電平時(shí),驅(qū)動(dòng)器輸出到電機(jī)的電流被切斷,電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)(脫機(jī)狀態(tài)).在有些自動(dòng)化設(shè)備中,如果在驅(qū)動(dòng)器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸(手動(dòng)方式),就可以將FRE曰言號(hào)置低,使電機(jī)脫機(jī),進(jìn)行手動(dòng)操作或調(diào)節(jié).手動(dòng)完成后,再將FREE信號(hào)置高,以繼續(xù)自動(dòng)控制.14 .如果用簡(jiǎn)單的方法調(diào)整兩相步進(jìn)電機(jī)通電后的轉(zhuǎn)動(dòng)方向只需將電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線的A+
26、和A-(或者B+和B-)對(duì)調(diào)即可.選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過(guò)程中,各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說(shuō)最大靜力矩Mjmax大的電機(jī),負(fù)載力矩大。(二)選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配,這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量,一是可以改變絲桿的導(dǎo)程,二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。但細(xì)分只能改變其分辨率,不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)
27、當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率,使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的聿見(jiàn)而o選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算:(1)計(jì)算齒輪的減速比根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量,齒輪減速比i計(jì)算如下:i=(),S)/(360.-1幺試仲e-步進(jìn)電機(jī)的步距角(0/脈沖)S-絲桿螺距(mm)A-(mm/脈沖)(2)計(jì)算工作臺(tái),絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量Jt。Jt=J1+(1/i2)(J2+Js)+W/g(S/2兀)2+(1-2)式中Jt-折算至電機(jī)軸上的慣量(Kg.cm.s2)J1、J2-齒輪才M量(Kg.cm.s2)Js-絲桿才M量(Kg.cm.s2
28、)W-工作臺(tái)重量(N)S-絲桿螺距(cm)(3)計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩MM=Ma+Mf+Mt(1-3)Ma=(Jm+Jt).n/Tx1.02x101-42式中Ma-電機(jī)啟動(dòng)加速力矩(N.m)Jm、Jt-電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量(Kg.cm.s2)n-電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速(r/min)T-電機(jī)升速時(shí)間(s)Mf=(u.W.s)/(2Uri)g-0)一2Mf-導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(N.m)u-摩擦系數(shù)Y傳遞效率Mt=(Pt.s)/(2TtYi)X1M6廠2Mt-切削力折算至電機(jī)力矩(N.m)Pt-最大切削力(N)(4)負(fù)載起動(dòng)頻率估算。數(shù)控系統(tǒng)控制電機(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系,其估算公式
29、為fq=fq0(1-(Mf+Mt)/Ml)-(1+Jt/Jm)1/2(1-7)式中fq-帶載起動(dòng)頻率(Hz)fq0-空載起動(dòng)頻率Ml-起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩(N.m)若負(fù)載參數(shù)無(wú)法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行彳t算.(5)運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。由于電機(jī)的輸出力矩隨著頻率的升高而下降,因此在最高頻率時(shí),由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載,并留有足夠的余量。(6)負(fù)載力矩和最大靜力矩Mmaxo負(fù)載力矩可按式(1-5)和式(1-6)計(jì)算,電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí),由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩要大于Mf與Mt之和,并留有余量。一般來(lái)說(shuō),Mf與Mt之和應(yīng)小于(0.20.4)
30、Mmax.步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。在電機(jī)選型過(guò)程中,必須首先計(jì)算出負(fù)載通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)軸的折算扭矩(T折),下面就幾中常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)方式介紹折算扭矩(T折)的計(jì)算過(guò)程。1、重物提升丁折二(mxgxD)/(2xi)N.m2、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)丁折=1/I(FXt)/(2X兀X刀)+Tb)*N.m+F=F0+科mg*N+3、同步帶或齒輪齒條傳動(dòng)T折=(FxD)/(2Xix刀)*N.m+FN0+科mg(三)1 .負(fù)載分類:(1) Tf力矩負(fù)載:Tf=G-rG重物重量r半徑說(shuō)明:1.工作頻率點(diǎn):表示步進(jìn)電機(jī)在該點(diǎn)的轉(zhuǎn)速值。單位:Hzn=*Hz/(360*D)(2)
31、TJ慣性負(fù)載:J=M(R12+R22/32(Kcj-cm)M質(zhì)量R1:外徑R2:內(nèi)徑TJ=J-dw/dtdw/dt為角加速度2.力矩曲線圖的說(shuō)明力矩曲線圖是步進(jìn)電機(jī)輸出特性的重要表現(xiàn),以下是我們對(duì)其中關(guān)鍵詞語(yǔ)的解釋。力矩值運(yùn)行為鉆運(yùn)行區(qū)建起功力處工作頓隼點(diǎn)大起動(dòng)勒軍點(diǎn)大巡行點(diǎn)n轉(zhuǎn)/秒Hz該點(diǎn)的頻率值D電路的細(xì)分值,0步進(jìn)電機(jī)的步距角例:1.8步進(jìn)電機(jī),在1/2細(xì)分驅(qū)動(dòng)的情況下(即每步0.9)500Hz時(shí),其速度是1.25轉(zhuǎn)/秒2 .起動(dòng)區(qū)域:步進(jìn)電機(jī)可以直接起動(dòng)或停止的區(qū)域。3 .運(yùn)行區(qū)域:在這個(gè)區(qū)域里,電機(jī)不能直接運(yùn)行,必須先要在起動(dòng)區(qū)域內(nèi)起動(dòng),然后通過(guò)加速的方式,才能到達(dá)該工作區(qū)域內(nèi)。同樣
32、,在該區(qū)域內(nèi),電機(jī)也不能直接制動(dòng),否則就會(huì)造成失步,必須通過(guò)減速的方式到起動(dòng)區(qū)域內(nèi),在進(jìn)行制動(dòng)。4 .最大起動(dòng)頻率點(diǎn):步進(jìn)電機(jī)在空載情況下,最大的直接起動(dòng)速度點(diǎn)。5 .最大運(yùn)行頻率點(diǎn):步進(jìn)電機(jī)在空載情況下,可以達(dá)到的最大的運(yùn)行速度點(diǎn)。6 .起動(dòng)力矩:步進(jìn)電機(jī)在特定的工作頻率點(diǎn)下,直接起動(dòng)可帶動(dòng)的最大力矩負(fù)載值。7 .運(yùn)行力矩:步進(jìn)電機(jī)在特定的工作頻率點(diǎn)下,運(yùn)行中可帶動(dòng)的最大力矩負(fù)載值。由于運(yùn)動(dòng)慣性的原因,所以,運(yùn)行力矩要比起動(dòng)力矩大。3加速和減速運(yùn)動(dòng)的控制當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的工作頻率點(diǎn)在力矩曲線圖的運(yùn)行區(qū)域內(nèi)時(shí),如何在最短的時(shí)間內(nèi)加速,減速就成了關(guān)鍵。如下圖示,步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩特性一般在低速時(shí)為水平
33、直線狀,在高速時(shí),由已知電機(jī)負(fù)載為TL,要從F0在最短時(shí)間tr內(nèi)加速到F1,求tr和加速脈頻率F(t)A.確定TJ,一般TJ=70%TmB. tr=1.8*10-5*J*O*(F1-F0)/(TJ-TL)C. F(t)=(FlFO)*t/tr+FO,0<t<tr(2)指數(shù)加速運(yùn)動(dòng)和加速脈頻率已知電機(jī)負(fù)載為TL,要從F0在最短時(shí)間tr內(nèi)加速到F1,求trF(t)A.確定TJO,TJ1一般TJO=70%TmO,TJ1=70%Tml,TL=60%Tm1B. tr=F4*ln(TJ0-TL)/(TJ1-TL)C. F(t)=F2*1-eA(-t/F4)+F0,0<t<tr其中,
34、F2=(TL-TJ0)*(F1-F0)/(TJ1-TJ0)F4=1.8*10-5*J*O*F2/(TJ0-TL)J為電機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,©為每一步的度數(shù),整步運(yùn)行時(shí)為電機(jī)步距角。至于減速的控制,只要將上訴的加速脈頻率反過(guò)來(lái)進(jìn)行即可。4振動(dòng)和噪音一般來(lái)說(shuō),步進(jìn)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí),在200Pps左右會(huì)有一個(gè)很嚴(yán)重的振動(dòng),甚至?xí)a(chǎn)生失步的現(xiàn)象,這是由于電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)有質(zhì)量的物體,當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的頻率接近到轉(zhuǎn)子的固有頻率,振動(dòng)就產(chǎn)生了,一般有幾種解決的辦法:1 .避開(kāi)振動(dòng)區(qū),使電機(jī)的工作頻率不在這個(gè)范圍內(nèi)。2 .采用細(xì)分的驅(qū)動(dòng)方式,使原來(lái)1步完成的動(dòng)作分幾步完成,減少振動(dòng),一般半步運(yùn)動(dòng)時(shí),電
35、機(jī)的力矩比整步時(shí)少15%采用正弦波電流控制時(shí),力矩減小為30%(四)選型原則驅(qū)動(dòng)器的電流:電流是判斷驅(qū)動(dòng)器能力大小的依據(jù),是選擇驅(qū)動(dòng)器的重要指標(biāo)之一,通常驅(qū)動(dòng)器的最大電流要略大于電機(jī)的標(biāo)稱電流,通常驅(qū)動(dòng)器有3.0A,4.0A,6.0A,8.0A等規(guī)格。驅(qū)動(dòng)器的供電電壓:供電電壓是判斷驅(qū)動(dòng)器升速能力的標(biāo)志,常規(guī)電壓供給有24VDC,40VDC,60VDC,80VDC,110VDC,220VDC驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分:細(xì)分是控制精度的標(biāo)志,通過(guò)增大細(xì)分能改善精度。步進(jìn)電機(jī)(尤其是反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī))都有低頻振蕩的特點(diǎn),如果您的電機(jī)需要工作在低頻共振區(qū)工作(如走圓?。瑒t細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是很好的選擇。此外,細(xì)分比不細(xì)分
36、,輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)各種電機(jī)都有不同程度的提升。選型指導(dǎo)要使系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),選型是比較重要的一環(huán)。在此介紹一些有關(guān)選型的事項(xiàng),供大家參考。由于電機(jī)直接與外界負(fù)載相關(guān)聯(lián),因此,可以先從電機(jī)著手。選擇步進(jìn)電機(jī)大致可分為以下幾個(gè)步驟:1. 計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩假設(shè)系統(tǒng)力學(xué)模型如下圖所示:已知條件如下:所用絲桿為滾珠螺桿,直徑D=20mm長(zhǎng)度L=1米負(fù)載P=50KGZ1,Z2為傳動(dòng)齒輪,Z1分度圓直徑為d1=200mmZ2分度圓直徑為d1=100mm寬度為2厘米;祖為摩擦系數(shù),在此設(shè)其為仙=0.2電機(jī)起動(dòng)速度V0=300RPMg行速度V1=900RPM速時(shí)間t=200ms;由此可求得負(fù)載轉(zhuǎn)矩如下:T=9.8pPD/2/
37、1000=9.8X0.2X50X20/2/1000=0.98(牛米)1.計(jì)算傳動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量滾珠螺桿傳動(dòng)慣量:I0=1.57(R人4)plp為密度=1.57X(0.01人4)X7800X1=0.012(千克.平方米)同里可分別求得Z1和Z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,假定求得Z1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為11=0.024(千克.平方米)Z2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為12=0.0015(千克.平方米)2. 計(jì)算傳動(dòng)比I21=d1/d2=23. 計(jì)算電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tm=T/I21+(I0+I1)-I21+I2*己=0.98/2+(0.012+0.024)*314/2+0.0015*314=0.49+5.652+0.471=6.613(牛*米)考
38、慮到其他因素的影響,將其乘上一系數(shù)K,此系數(shù)請(qǐng)一實(shí)際情況斟酌選取。在止匕令K=1.5,貝UTk=K*Tm=6.613*1.5=9.9(牛*米)4. 電機(jī)選取據(jù)V1=900RPM若是兩相電機(jī),其脈沖頻率為3000),Tk=9.9(牛*米)查找選型手冊(cè),找出合適電機(jī)5. 根據(jù)所選電機(jī)額定電流選出與其匹配的驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器的額定電流應(yīng)比電機(jī)額定電流略大。參考數(shù)據(jù)由上述計(jì)算可見(jiàn),由傳動(dòng)構(gòu)件帶來(lái)的額外轉(zhuǎn)矩不可忽略,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多加注意。由于計(jì)算轉(zhuǎn)矩較為繁瑣,在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)件大致估算所需轉(zhuǎn)矩。下面列出一些電機(jī)在電機(jī)轉(zhuǎn)速在8轉(zhuǎn)/秒以內(nèi)匹配成功率較高的應(yīng)用(滾珠螺桿傳動(dòng)),供大家參考:1030501
39、00電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩(N*M)1.36.012(五)步進(jìn)電機(jī)的引線判斷方法之一在步進(jìn)電機(jī)的M16驅(qū)動(dòng)中,本人用到了在電子市場(chǎng)買的二手步進(jìn)電機(jī),型號(hào)為EM-149,此電機(jī)共五根引線,沒(méi)有說(shuō)明,也沒(méi)有接線方法,在網(wǎng)上收了一下也沒(méi)找到接線圖。在沒(méi)別的辦法的情況下,學(xué)習(xí)了一下步進(jìn)電機(jī)的基本原理,根據(jù)原理,把該步進(jìn)電機(jī)的接線搞清了,通過(guò)驅(qū)動(dòng),說(shuō)明此方法有效。此方法共四個(gè)步驟:1、先判斷公共端:用萬(wàn)用表測(cè)線與線之間的電阻,本電機(jī)公共端與其它線之間電阻為6歐左右,四根驅(qū)動(dòng)線之間的電阻為2倍即12歐左右。在應(yīng)用中公共端一般接電源。2、再判斷ABCD端:用一5V/2A直流電源,正極接在公共端,負(fù)極短時(shí)接觸余下的四引
40、線,注意不要長(zhǎng)時(shí)間接觸,否則有可能燒壞電機(jī)。先假定其中一線為A,負(fù)極觸A,電機(jī)會(huì)向某方向動(dòng)一下,如果不動(dòng),換一線為Ao3、觸A后,換一線假定為B,如果觸B時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與A一致,說(shuō)明B正確,如果不一致,說(shuō)明B錯(cuò)誤。由此判斷出C、Do4、判別定出的ABCD是否正確:公共端接+5V不變,電源負(fù)端分別觸A、B、C、D、A,電機(jī)就向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),否則判定出的ABCD不正確。如果負(fù)端按D、C、B、A、D順序接觸,則電機(jī)反轉(zhuǎn)。以上是我判別步進(jìn)電機(jī)引線方法,有不正之處請(qǐng)各位朋友指正!例如某四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有5根引出線分別是白、藍(lán)、棕、黃、紅五種顏色。因四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的四組繞組,有一個(gè)頭都是連在一起的(公共端)
41、,所以一共是5個(gè)線頭。1 .先找公共端把萬(wàn)用表?yè)茉赗X1檔,其中一本表筆接5根線中的任意一根,另一根表筆分別接另外的4根引線,當(dāng)測(cè)出所有4根線的電阻值都相等時(shí),其中一根表筆接的就是公共端。如上例中就找出了白色引線為公共端。2 .找相鄰的相序a)先將電源調(diào)到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明的電壓數(shù)值。b)將電源正極接公共端,負(fù)極分別碰觸其余四根引出線,當(dāng)碰到某根線時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)了一點(diǎn)(也可以用手捏住電動(dòng)機(jī)軸,來(lái)感覺(jué)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)),表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組與轉(zhuǎn)子是處在相鄰位置,線圈通電后能夠啟動(dòng),如上例中的紅色引出線。然后再用負(fù)極碰旁邊緊鄰的引出線,如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了,表示此繞組為紅色引出線繞組的相鄰相,如
42、黃色引出線。依照這種方法,直接找完四相的排列順序。如果所測(cè)試的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是帶減速裝置的,因?yàn)樗俣嚷岳@組通電后,電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)看不出來(lái),此時(shí)可用手捏住步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸來(lái)感覺(jué)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。(六)電機(jī)參數(shù)、脈沖當(dāng)量等的計(jì)算方法:有些人可能自己想要DIY個(gè)雕刻機(jī)或者改某個(gè)落后系統(tǒng)的雕刻機(jī)系統(tǒng),這樣在電路連線以后就要設(shè)置機(jī)器的電極參數(shù)脈沖當(dāng)量等,要么控制電極就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,下面將這些的簡(jiǎn)單算法發(fā)布出來(lái),有這方面的行家可以多提意見(jiàn),大家共同進(jìn)步1、首先認(rèn)識(shí)絲杠,導(dǎo)程5的絲杠就是每?jī)蓚€(gè)絲的間距是5;2、步進(jìn)電機(jī)是1.8度200步進(jìn),走一圈就是200X1.8=360度3、驅(qū)動(dòng)器是8細(xì)分就是把1.8在分成8次4、所
43、以經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)每一步進(jìn)就是1.8度+8=0.225度5、所以每轉(zhuǎn)一圈就是200X8=1600步進(jìn)6、導(dǎo)程5的絲杠每轉(zhuǎn)一圈走5毫米,每一步進(jìn)就是5+1600=0.003125毫米,這就是電機(jī)參數(shù)。如果是導(dǎo)程3的參數(shù)就是0.001875,以次類推。7、用1除以電機(jī)參數(shù)就是脈沖當(dāng)量,例如:1+0.003125=320,就是每走1毫米需要多少步進(jìn),就是脈沖當(dāng)量。s7-200plc/主程序LDSM0.1/首次掃描為1RQ0.0,1/復(fù)位映像寄存器位CALL0/調(diào)用子程序0,初始化粗定位相關(guān)參數(shù)LDM0.0/粗定位完成RQ0.0,1CALL1/調(diào)用子程序1,初始化精定位相關(guān)參數(shù)子程序0,粗定位LDSM
44、0.0MOVB16#A0,SMB67/設(shè)定控制字:允許PTO操作,選擇ms增量,選擇多段操作MOVW500,SMW168/指定包絡(luò)表起始地址為V500MOVB3,VB500/設(shè)定包絡(luò)表段數(shù)是3MOVW500,VW501/設(shè)定第一段初始周期為500msMOVW-2,VD503/設(shè)定第一段周期增量為-2msMOVD200,VD505/設(shè)定第一段脈沖個(gè)數(shù)為200MOVW100,VW509/設(shè)定第二段初始周期為100msMOVW0,VD511/設(shè)定第二段周期增量為0msMOVD1360,VD513/設(shè)定第二段脈沖個(gè)數(shù)為1360MOVW100,VW517/設(shè)定第三段初始周期為100msMOVW1,VD5
45、19/設(shè)定第三段周期增量為1msMOVD400,VD521/設(shè)定第三段脈沖個(gè)數(shù)為400ATCH2,19/定義中斷程序2處理PTO完成中斷ENI/允許中斷PLS0/啟動(dòng)PTO操作/子程序1,精定位LDSM0.0/首次掃描為1MOVB16#8D,SMB67/允許PTO功能,選擇ms增量,設(shè)定脈沖數(shù)和周期MOVW500,SMW68/設(shè)定精定位周期為500msMOVD400,SMD72/設(shè)定脈沖個(gè)數(shù)為400ATCH3,19/定義中斷程序3處理PTO完成中斷ENI/允許中斷PLS0/啟動(dòng)PTO操作/中斷程序2LDSM0.0/一直為1=M0.0/啟動(dòng)精定位/中斷程序3LDSM0.0/一直為1=M0.1/實(shí)
46、現(xiàn)其他功能35系列兩相步進(jìn)電機(jī)主要特點(diǎn)35系列兩相步進(jìn)電機(jī)通用規(guī)格步距精度+5%(整步、空載)溫升80°CMax環(huán)境溫度-10C-+50C絕緣電阻100MDmin.500VDC耐壓500VACforoneminute徑向跳動(dòng)0.06Max.(450g-load)軸向跳動(dòng)0.08max.(450g-load)技術(shù)規(guī)格步距角保持轉(zhuǎn)矩額定電流相電感相電阻轉(zhuǎn)子慣量定位轉(zhuǎn)矩電機(jī)重量機(jī)身長(zhǎng)ModelNo.相數(shù)引線數(shù)量()N.MAmHOhmg.cm2Kg.cmKgmm35HS0121.80.070.416354120.10.172635.2M用28±0,2外形尺寸21Dno印接線圖紅RE
47、DA綠GRNC主要特點(diǎn)39系列兩相步進(jìn)電機(jī)通用規(guī)格步距精度溫升環(huán)境溫度絕緣電阻耐壓徑向跳動(dòng)軸向跳動(dòng)技術(shù)規(guī)格ModelNo.相數(shù)39系列兩相步進(jìn)電機(jī)步距角保持轉(zhuǎn)矩()N.M+5%(整步、空載)80CMax-10C-+50C100M/Dmin.500VDC500VACforoneminute0.06Max.(450g-load)0.08max.(450g-load)額定電流相電感相電阻引線數(shù)量轉(zhuǎn)子慣量定位轉(zhuǎn)矩電機(jī)重量mHOhmg.cm2Kg.cmKg機(jī)身長(zhǎng)mm外形尺寸接線圖標(biāo)BRIN赳KGRfCLL100739HS0121.80.0650.47.56.64110.120.22039HS0221.8
48、0.220.616154200.120.234LMAX38.9MAX.II一一nft3i:o.4I.3MHs01帙隹為一A行.42系列兩相步進(jìn)電機(jī)4231葩X42系列兩相步進(jìn)電機(jī)通用規(guī)格步距精度+5%(整步、空載)溫升80°CMax環(huán)境溫度-10C-+50C絕緣電阻100MDmin.500VDC而寸壓500VACforoneminute徑向跳動(dòng)0.06Max.(450g-load)軸向跳動(dòng)0.08max.(450g-load)技術(shù)規(guī)格ModelNo.相數(shù)(質(zhì)距角保持轉(zhuǎn)矩N.M額定電流A相電感mH相電阻轉(zhuǎn)子慣量g.cm2定位轉(zhuǎn)矩Kg.cm電機(jī)重量Kg機(jī)身長(zhǎng)mm軸端長(zhǎng)mmOhm引線數(shù)量4
49、2HS022.1.80.220.42112.54570.150.24401642HSM022().90.240.877.53.14380.150.23342142HS032.1.80.34144.680.22000.344824引線接法接法EZ動(dòng)器接;時(shí)回電機(jī)引線造用場(chǎng)合1AA-CB+B1E»B-D懸空Ac(ffia)懸空肥(相助A+AG輝A-ACB+BD3-BD紅REDA爆GRNC4LEADS費(fèi)BLKA綠GRNZ黃YELC糙ORGC57系列兩相步進(jìn)電機(jī)接線圖主要特點(diǎn)57系列兩相步進(jìn)電機(jī)通用規(guī)格卜距精度+5%(整步、空載)卜升180°CMax卜境溫度-10C-+50C,緣電
50、阻100MDmin.500VDC卜壓;500VACforoneminute,向跳動(dòng)0.06Max.(450g-load)卜向跳動(dòng)(0.08max.(450g-load)技術(shù)規(guī)格ModelNo.,相數(shù)1步距角,()保持轉(zhuǎn)矩N.M,額定電流A相電感mH相電阻Ohm引線數(shù)量轉(zhuǎn)子慣量g.cm2定位轉(zhuǎn)矩Kg.cm電機(jī)重量Kg機(jī)身長(zhǎng)mm57HS0421.8(0.42.01.41.461350.220.44157HS0621.8(0.62.01.81.481460.420.65557HS0921.8(0.92.81.20.882600.40.65457HSM092l0.9(0.82.02.51.882600.380.65457HS1321.81.32.82.11.084600.71.07657HS2221.8;2.2,4.01.80.884600.71.181*以上僅為代表性產(chǎn)品,57HS22電
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