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文章来源:步进电机 时间:2019-06-22 15:07:30 浏览:

  步进电动机及其选型

  步进电动机又被叫步进电机,名字叫法不一样,大家不要惊慌,步进电动机就是步进电机

  今天步进电机厂家带大家了解一下步进电动机的选型常识,希望对大家选步进电机有一定的帮助,步进电机型号太多,不同的型号不同的用途,希望对大家步进电机选型有帮助。

  步进电动机构造:由转子(转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承),定子(绕组、定子铁芯),前后端盖等组成。最典型两相混合式步进电机的定子有8个大齿,40个小齿,转子有50个小齿;三相电机的定子有9个大齿,45个小齿,转子有50个小齿。

  

步进电动机及其选型

 

  步进电动机主要参数:

  相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有两相、三相、五相步进电机。

  拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态,用m表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。

  保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。

  步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移。

  定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩。

  失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。

  失调角:转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度,电机运转必存在失调角,由失调角产生的误差,采用细分驱动是不能解决的。

  运行矩频特性:电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线 。

  步进电机的特点

  一般步进电机的精度为步距角的3-5%,且不累积;

  步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点;

  步进电机的力矩会随转速的升高而下降(U=E+L(di/dt)+I*R)

  空载启动频率:即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。

  步进电机的起步速度一般在10~100RPM,伺服电机的起步速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定,大电机一般对应较低的起步速度。

  低频振动特性:步进电动机以连续的步距状态边移动边重复运转。其步距状态的移动会产生1 步距响应。

  式中:Zr为转子齿数;Tk为电机负载转矩;J为转子转动贯量。

  电压和电流与转速、转矩的关系

  步进电机一定时,供给驱动器的电压值对电机性能影响大,电压越高,步进电机能产生的力矩越大,越有利于需要高速应用的场合,但电机的发热随着电压、电流的增加而加大,所以要注意电机的温度不能超过最大限值。

  选取原则

  1. 首先确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。

  最简单的方法是在负载轴上加一杠杆,用弹簧秤拉动杠杆,拉力乘以力臂长度既是负载力矩。或者根据负载特性从理论上计算出来。由于步进电机是控制类电机,所以目前常用步进电机的最大力矩不超过45Nm,力矩越大,成本越高,如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围,可以考虑加配减速装置。

  2. 确定步进电机的最高运行转速。

  转速指标在步进电机的选取时至关重要,步进电机的特性是随着电机转速的升高,扭矩下降,其下降的快慢和很多参数有关,如:驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机大小等等,一般的规律是:驱动电压越高,力矩下降越慢;电机的相电流越大,力矩下降越慢。在设计方案时,应使电机的转速控制在600转/分或800转/分以内,当然这样说很不规范,可以参考〈矩-频特性〉。

  3. 根据负载最大力矩和最高转速这两个重要指标,再参考〈矩-频特性〉,就可以选择出适合自己的步进电机。

  如果您认为自己选出的电机太大,可以考虑加配减速装置,这样可以节约成本,也可以使您的设计更灵活。要选择好合适的减速比,要综合考虑力矩和速度的关系,选择出最佳方案。

  4. 最后还要考虑留有一定的(如50%)力矩余量和转速余量。

  5. 可以先选择混合式步进电机,如果由于价格因素,可以选取反应式步进电机。

  6. 尽量选取细分步进驱动器,且使驱动器工作在细分状态。

  7. 选取时且勿走入只看电机力矩这一个指标的误区,也就是说并非电机的扭矩越大越好,要和速度指标一起考虑。

  8. 超小型驱动器和微型驱动器是靠外壳作为散热器的,应固定在较大、较厚的金属板上或外加风机散热,如果没有散热条件,而驱动器又工作在转速较低的场合(这时驱动器发热较大),可以选用带风机的90型驱动器代替。


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