步進電機根據哪些參數挑選的?步進電機是一種專門用于位置和速度精确控制的特種電機步進電機的最大特點是其“數字性”,對于控制器發過來的每一個脈沖信号,步進電機在其驅動器的推動下運轉一個固定角度(簡稱一步),如下圖所示如接收到一串脈沖步進電機将連續運轉一段相應距離同時可通過控制脈沖頻率,直接對電機轉速進行控制由于步進電機工作原理易學易用,成本低(相對于伺服)、電機和驅動器不易損壞,非常适合于微電腦和單片機控制,因此近年來在各行各業的控制設備中獲得了越來越廣泛的應用,我來為大家講解一下關于步進電機根據哪些參數挑選的?跟着小編一起來看一看吧!
步進電機是一種專門用于位置和速度精确控制的特種電機。步進電機的最大特點是其“數字性”,對于控制器發過來的每一個脈沖信号,步進電機在其驅動器的推動下運轉一個固定角度(簡稱一步),如下圖所示。如接收到一串脈沖步進電機将連續運轉一段相應距離。同時可通過控制脈沖頻率,直接對電機轉速進行控制。由于步進電機工作原理易學易用,成本低(相對于伺服)、電機和驅動器不易損壞,非常适合于微電腦和單片機控制,因此近年來在各行各業的控制設備中獲得了越來越廣泛的應用。
步進電機的種類和特點
步進電機在構造上有三種主要類型:反應式(VariableReluctance,VR)、永磁式(PermanentMagnet,PM)和混合式(HybridStepping,HS)。
反應式
定子上有繞組、轉子由軟磁材料組成。結構簡單、成本低、步距角小,可達1.2°、但動态性能差、效率低、發熱大,可靠性難保證。
永磁式
永磁式步進電機的轉子用永磁材料制成,轉子的極數與定子的極數相同。其特點是動态性能好、輸出力矩大,但這種電機精度差,步矩角大(一般為7.5°或15°)。
混合式
混合式步進電機綜合了反應式和永磁式的優點,其定子上有多相繞組、轉子上采用永磁材料,轉子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動态性能好,步距角小,但結構複雜、成本相對較高。
按定子上繞組來分,共有二相、三相和五相等系列。最受歡迎的是兩相混合式步進電機,約占97%以上的市場份額,其原因是性價比高,配上細分驅動器後效果良好。該種電機的基本步距角為1.8°/步,配上半步驅動器後,步距角減少為0.9°,配上細分驅動器後其步距角可細分達256倍(0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因,實際控制精度略低。同一步進電機可配不同細分的驅動器以改變精度和效果。
步進電機的選型竅門
第一步:步進電機的保持轉矩,近似于傳統電機所稱的“功率”。當然,有着本質的區别。步進電動機的物理結構,完全不同于交流、直流電機,電機的輸出功率是可變的。通常根據需要的轉矩大小(即所要帶動物體的扭力大小),來選擇哪種型号的電機。大緻說來,扭力在0.8N.m以下,選擇28、35、39、42(電機的機身直徑或方度,單位:mm);扭力在1N.m左右的,選擇57電機較為合适。扭力在幾個N.m或更大的情況下,就要選擇75、85、86、90、110、130等規格的步進電機。對于電機的轉速也要特别考慮。因為,電機的輸出轉矩,與轉速成反比。就是說,步進電機在低速(每分鐘幾百轉或更低轉速,其輸出轉矩較大),在高速旋轉狀态的轉矩(1000轉/分--9000轉)就很小了。當然,有些工況環境需要高速電機,就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指标進行衡量。選擇電感稍小一些的電機,作為高速電機,能夠獲得較大輸出轉矩。反之,轉子泵要求低速大力矩的情況下,就要選擇電感在十幾或幾十mH,電阻也要大一些為好。
第二步:步進電機空載起動頻率,通常稱為“空起頻率”。這是選購電機比較重要的一項指标。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止,并且,轉速在1000轉/分鐘左右(或更高),通常需要“加速啟動”。如果需要直接啟動達到高速運轉,最好選擇反應式或永磁電機。這些電機的“空起頻率”都比較高。
第三步:步進電機的相數選擇,這項内容,很多客戶幾乎沒有什麼重視,大多是随便購買。其實,不同相數的電機,工作效果是不同的。相數越多,步距角就能夠做的比較小,工作時的振動就相對小一些。大多數場合,使用兩相電機(四相步進電機)比較多。在高速大力矩的工作環境,選擇三相步進電機是很實用的。
第四步:特種步進電機能夠防水、防油,用于某些特殊場合。例如水下機器人,就需要放水電機。對于特種用途的電機,就要針對性選擇了。
第五步:特殊規格的步進電機,通常需要和生産廠家溝通,在技術允許的範圍内,加工訂貨。例如,出軸的直徑、長短、伸出方向等。
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