时间:2016-02-15 10:45  来 源:东莞市斯泰普机电有限公司  点击:

   步 进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广 泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

   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。

 永 磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;

 反 应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度 ,但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。

 混 合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度 而五相步进角一般为 0.72度 。这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的 步进电机。

步 进电机的一些基本参数:

电 机固有步距角:

它 表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如86BYG250A型 电机给出的值为0.9°/1.8° (表示半步工作时为0.9° 、整步工作时为1.8° ),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。

步 进电机的相数:

是 指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8° 、三相的为0.75°/1.5° 、五相的为0.36°/0.72° 。 在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。

保 持转矩(HOLDING TORQUE):

是 指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保 持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的 步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的 步进电机。

DETENT TORQUE:

是 指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在 国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。

步 进电机的一些特点:

1. 一般步进电机的精度为步进角的3-5%, 且不累积。

2. 步进电机外表允许的最高温度。

步 进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度 以上,有的甚至高达摄氏200度 以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度 完全正常。

3. 步进电机的力矩会随转速的升高而下降。

当 步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。

4. 步进电机低速时可以正常运转,但 若高于一定速度就无法启动,并 伴有啸叫声。

步 进电机有一个技术参数: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。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动 ,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
步 进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用



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