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明智步进电机(步进电动机)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-05 08:53   点击:233  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机

无需编码器等反馈器件即可实现转速与转角(即位置)的控制(即开环控制),这是步进电机最大的特点。脉冲的频率决定电机的转速,而脉冲的个数决定电机的转角。同比直流伺服系统,步进电机具如下优势:

1、锁定位置时,电机不再耗电:步进电机特有的“静转矩”(又称“保持转矩”、“定位转矩”等),当电机停在某位置时,具有一定的锁定转矩。直流电机虽然也可通过驱动器锁定位置,但锁定时电机依然耗电;

2、体积小、寿命长:步进电机的寿命通常取决于轴承寿命,可达上万至数万小时,与等同尺寸的直流电机相比,步进电机的输出转矩更大。

3、成本低廉、驱动简单:由于是开环控制,省却了编码器等反馈器件,所以既简化了系统组成,又能有效降低成本。

但步进电机的旋转是一个高速重复的“启—停—启—停”过程,所以转动平滑性不如直流电机。步进电机还有一个谐振频率,当电机在某转速区间工作时,驱动的脉冲可能产生谐振而让电机抖动。另外,一旦发生某一脉冲未能驱动电机(俗称“丢步”,可能因干扰信号等而出现)时,开环系统无法检测和补偿。该问题虽然可以通过加装编码器等来解决,但这将导致成本上升,并且需要更复杂的驱动电路。

2. 步进电动机的工作原理

转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

3. 步进电动机的转速

现在的步进电机最高能达到60000脉冲数。转速也有的能达到3000转的,通常情况都能达到600转。< br />步进电机一般说是可以达到600转,很多时候达不到这个转速的,厂家说是600转,在使用过程中很多时候可以达到500转。一般情况下,机器能转到500转,已经很快的了。再快了可能就会堵转,电机就象卡死了一样的响,这就是速度过高,电机转不过来。

4. 步进电动机的运行速度与什么有关

定子相数、转子齿数和通电方式决定

步进电机的步距角α是反映步进电机绕组的通电状态每改变一次,转子转过的角度。步距角α一般由定子相数、转子齿数和通电方式决定。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

  当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

  步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

5. 步进电动机是一种将电脉冲信号转换

用PLC控制步进电机,用指针表直流电压档,脉冲频率不高的话可以看到指针的摆动,频率高的话,会有大约的电压平均值指示。 另外附赠有步进电机测速方法: 步进电机是将脉冲信号转换为角位移或线位移。一是过载性好。其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,步进电机使用时对速度和位置都有严格要求。    二是控制方便。步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显。 三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂,调整困难,使用步进电机后,使得整机的结构变得简单和紧凑。 测速电机是将转速转换成电压,并传递到输入端作为反馈信号。测速电机为一种辅助型电机,在普通直流电机的尾端安装测速电机,通过测速电机所产生的电压反馈给直流电源,来达到控制直流电机转速的目的。

6. 步进电动机的特点

优点

1. 电机旋转的角度正比于脉冲数;  2. 电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);  3. 由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;  4. 优秀的起停和反转响应;  5. 由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;  6. 电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控  制成本  7. 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。  8. 由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。

缺点

1. 如果控制不当容易产生共振;  2. 难以运转到较高的转速。 步进电机驱动器的特点  (1)构成步进电机驱动器系统的专用集成电路:  A、脉冲分配器集成电路:如三洋公司的PMM8713、PMM8723、PMM8714等。  B、包含脉冲分配器和电流斩波的控制器集成电路:如SGS公司的L297、L6506等。  C、只含功率驱动(或包含电流控制、保护电路)的驱动器集成电路:如日本新电元工业公司的MTD1110(四相斩波驱动)和MTD2001(两相、H桥、斩波驱动)。  D、将脉冲分配器、功率驱动、电流控制和保护电路都包括在内的驱动控制器集成电路,如东芝公司的TB6560AHQ、MOTOROLA公司的SAA1042(四相)和ALLEGRO公司的UCN5804(四相)等。  (2)“细分驱动”概述:  将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法,称为细分驱动,细分是通过驱动器精确控制步进电机的相电流实现的,与电机本身无关。其原理是,让定子通电相电流并不一次升到位,而断电相电流并不一次降为0(绕组电流波形不再是近似方波,而是N级近似阶梯波),则定子绕组电流所产生的磁场合力,会使转子有N个新的平衡位置(形成N个步距角)

7. 步进电动机按输出转矩大小分为

力矩与功率换算 步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下: P= Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 其P为功率单位为瓦,Ω为每秒角速度,单位为弧度,n为每分钟转速,M为力矩单位为牛顿·米 P=2πfM/400(半步工作) 其中f为每秒脉冲数(简称PPS) 步进电机因为不是恒力矩输出,不按功率分类和计算,通常是以力矩和规格两个主要参数来判断功率大小,以上公式仅作为参考

8. 步进电动机和伺服电动机的区别

问题应该是步进电机与伺服电机的不同。

1、控制的方式不同。步进电机是通过控制脉冲的个数,控制转动角度,而伺服电机通过控制脉冲时间的长短,控制转动角度。2、工作流程不同。步进电机工作流程为步进电机工作一般需要两个脉冲,伺服电机其工作流程就是一个电源连接开关,再连接伺服电机。

9. 步进电动机,又称电脉冲马达

空调扇叶的摆动大多是通过导风电动机来实现的,导风电动机又称摆叶电动机,它的来回摆动可实现大角度多方向送风。导风电动机一般有两种电机,一种是永磁同步电动机,另一种为脉冲步进电动机。脉冲步进电动机主要用来控制分体挂壁式空调器的风栅,使风向能自动循环控制,使气流分布均匀。永磁同步电动机在空调器中主要用于窗式空调器与柜式空调器的导风板导向,使空调器能够上下、左右送风。

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