步进电机选型方法

如何选择合适的步进电机
1. 负载分类:
生殖健康管理(1)Tf力矩负载:
Tf = G·r不锈钢镀钛
G 重物重量 r 半径
(2)TJ惯性负载:
J = M(R12+R22)/ 32 (Kg·cm)
M:质量
R1:外径
R2:内径
TJ = J·dw/dt dw/dt 为角加速度
2.力矩曲线图的说明
力矩曲线图是步进电机输出特性的重要表现,以下是我们对其中关键词语的解释。
说明:
1. 工作频率点:表示步进电机在该点的转速值。单位:Hz
n=Θ*Hz / (360*D)
n 转/秒
Hz 该点的频率值
D 电路的细分值,
Θ步进电机的步距角
例:1.8步进电机,在1/2细分驱动的情况下(即每步0.9)500Hz 时,其速度是 1.25转/秒
2. 起动区域:步进电机可以直接起动或停止的区域。
3. 运行区域:在这个区域里,电机不能直接运行,必须先要在起动区域内起动,然后通过加速的方式,才能到达该工作区域内。同样,在该区域内,电机也不能直接制动,否则就会造成失步,必须通过减速的方式到起动区域内,在进行制动。
4. 最大起动频率点:步进电机在空载情况下,最大的直接起动速度点。
5. 最大运行频率点:步进电机在空载情况下,可以达到的最大的运行速度点。
6. 起动力矩:步进电机在特定的工作频率点下,直接起动可带动的最大力矩负载值。
7. 运行力矩:步进电机在特定的工作频率点下,运行中可带动的最大力矩负载值。由于运动惯性的原因,所以,运行力矩要比起动力矩大。
3 加速和减速运动的控制
当一个系统的工作频率点在力矩曲线图的运行区域内时,如何在最短的时间内加速,减速就成了关键。如下图示,步进电机的动态力矩特性一般在低速时为水平直线状,在高速时,由于电感的影响,很快下滑。
降压散(1)直线加速运动
已知电机负载为TL,要从F0 在最短时间tr内加速到F1,求tr 和加速脉频率F(t)
A.确定TJ,一般TJ =70% Tm。
B.tr = 1.8*10-5*J*Θ*(F1-F0)/ (TJ-TL)
C.F(t)=(F1-F0)*t/tr+F0, 0 < t < tr
(2)指数加速运动
已知电机负载为TL,要从F0 在最短时间tr内加速到F1,求tr 和加速脉频率F(t)
A.确定TJ0,TJ1一般TJ0 =70% Tm0,TJ1 =70% Tm1,TL=60%Tm1
B.tr = F4*ln[(TJ0-TL)/(TJ1-TL)]
C.F(t)=F2*[1-e^(-t/F4)]+F0, 0 < t < tr
其中,F2=(TL-TJ0)*(F1-F0)/(TJ1-TJ0)
F4=1.8*10-5*J*Θ*F2 /( TJ0-TL)
J 为电机转子和负载的转动惯量,Θ为每一步的度数,整步运行时为电机步距角。
至于减速的控制,只要将上诉的加速脉频率反过来进行即可。
4 振动和噪音
一般来说,步进电机在空载运行时,在200pps左右会有一个很严重的振动,甚至会产生失步的现象,
这是由于电机转子是一个有质量的物体,当电机运行的频率接近到转子的固有频率,振动就产生了,一般有几种解决的办法:
1. 避开振动区,使电机的工作频率不在这个范围内。
2. 采用细分的驱动方式,使原来1步完成的动作分几步完成,减少振动,一般半步运动时,电机的力矩比整步时少15%,采用正弦波电流控制时,力矩减小为30%。
步进电机选型指南
何为步进电机
步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其“数字性”,对于微电脑发过来的每一个脉冲信号,步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度(简称一步),如
下图所示。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。同时您可通过控制脉冲频率,直接对电机转速进行控制。由于步进电机工作原理易学易用,成本低(相对于伺服)、电机和驱动器不易损坏,非常适合于微电脑和单片机控制,因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用。
步进电机的种类和特点
步进电机在构造上有三种主要类型:反应式(Variable Reluctance,VR)、永磁式(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS)。
∙反应式:
定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。
∙永磁式:
永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。
冰醋酸溶液∙混合式:
混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步矩角小,但结构复杂、成本相对较高。
按定子上绕组来分,共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占 97% 以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步矩角为1.8°/步,配上半步驱动器后,步矩角减少为0.9°,配上细分驱动器后其步矩角可细分达256倍(0.007°)。由于摩擦力和制造精度等原
因,实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。
雷赛步进电机
雷赛精密电机厂引进美国技术生产的步进电机,
采用优质冷轧钢片和耐高温永磁体,具有温升低、可HOST 格式
靠性高等特点。由于其具有良好的内部阻尼特性,因
而运行平稳,无明显震荡区。
命名规则
立磨衬板
上例表示机座号为57mm,两相混合式,步距角为1.8度,扭矩0.9Nm,设计序号01,单边出轴的电机。选型列表

本文发布于:2024-09-23 23:22:36,感谢您对本站的认可!

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标签:电机   步进   力矩   转子   运行   控制   起动
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