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1、步進(jìn)電機(jī):是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100%),廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。
5、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器:是通過(guò)改變相鄰(A,B)電流的大小,以改變合成磁場(chǎng)的夾角來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的,與電機(jī)無(wú)關(guān)。對(duì)于2,4相電機(jī),細(xì)分后的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)。對(duì)于3相反應(yīng)式電機(jī),細(xì)分后的步距角等于電機(jī)的半步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)。
6、步距角:對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。 0.9°/1.8°(表示半步工作時(shí)為0.9°,整步工作時(shí)為1.8°)此步距角為電機(jī)固有步距角。
9、最大空載起動(dòng)頻率:電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下,在不加負(fù)載的情況下,能夠直接起動(dòng)的最大頻率。
10、最大空載運(yùn)行頻率:電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式,電壓及額定電流下,電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。
12、電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)(脈沖數(shù))和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。方向由導(dǎo)電順序決定。控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率,可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行精確調(diào)速;控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù),可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行精確定位。
13、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:是把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供的弱信號(hào)放大為步進(jìn)電機(jī)能夠接受的強(qiáng)電流信號(hào)。
14、拍數(shù):是完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)。指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)。
15、步進(jìn)電機(jī)的工作性能在很大程度上取決于所使用的驅(qū)動(dòng)電路的類型和參數(shù)。
1、常見(jiàn)二相電機(jī)中繞組類型與特性? 在二相電機(jī)中繞組方式有兩種:二相四線與二相六線(五線)兩種方式。其中二相四線又稱為雙極性步電機(jī)(采用橋式電源驅(qū)動(dòng)),驅(qū)動(dòng)器向繞組提供正、反兩個(gè)電流,繞組利用率較高。二相六線(五線)電機(jī)由公共端出發(fā),驅(qū)動(dòng)器向繞組提供單一方向的電流,繞組利用率為50%,這類電機(jī)又稱為單極性電機(jī)。 通常地:二相四線電機(jī)采用恒流源驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)器成本較高,通過(guò)合理地選用電機(jī)機(jī)座型號(hào)、電機(jī)的電阻、電感、額定工作電流等,可獲得較好的工作特性,使用最為廣泛;二相六線(五線)通常采用恒壓源驅(qū)動(dòng),通常應(yīng)用于工作頻率點(diǎn)低,且工作頻率點(diǎn)扭矩較低的場(chǎng)合,其驅(qū)動(dòng)器成本較低。
直流電阻數(shù)值隨溫度變化而略有變化。為了與出廠及歷次測(cè)量的數(shù)值作比較,應(yīng)將在不同的溫度下測(cè)得的直流電阻值換算到同一溫度下的阻值。換算公式如下: Rw = Rm (T+tw) / (T+tm) 式中 Rm——溫度為tm(℃)時(shí)測(cè)得的電阻,Ω Rw——換算至溫度為tw℃的電阻,Ω T——溫度系數(shù),銅線、步進(jìn)電機(jī)的電感值
步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部固有的永久磁鐵,電感與電阻一起,作為另一個(gè)重要參數(shù)出現(xiàn),對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性影響極為顯著。
一般地低電阻、低電感其空載起動(dòng)、運(yùn)行頻率均較高,在滿足設(shè)計(jì)的條件下(一般地規(guī)定的機(jī)座號(hào)、機(jī)身高情況下,電機(jī)必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的保持轉(zhuǎn)矩,以提高材料利用率),工作頻率點(diǎn)可以先得較大,但是其驅(qū)動(dòng)電流較大,驅(qū)動(dòng)器制造成本為較高,而且不好控制噪聲;相反,大電阻、大電感其工作頻率點(diǎn)就會(huì)顯著減小,驅(qū)動(dòng)器成本會(huì)減少。
4、二相電機(jī)的步距角 常見(jiàn)二相步進(jìn)電機(jī)固有步距角(定、轉(zhuǎn)子機(jī)械結(jié)構(gòu)確定的)有兩種:1.8°(作四相八拍運(yùn)行為0.9°)與0.9°(作四相八拍運(yùn)行為0.45°)兩種,前一種最常用,后一種精度更高,適用于高精密場(chǎng)合,其步距角精度為±5%內(nèi)。具體步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行步距角與驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)(決定于:驅(qū)動(dòng)節(jié)拍與單步細(xì)分?jǐn)?shù))。 通常地:步進(jìn)電機(jī)作單一方向轉(zhuǎn)動(dòng),施加電機(jī)的脈沖數(shù)與細(xì)分步距角之積應(yīng)為固有步距角的整數(shù)倍,這樣電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到定位點(diǎn)時(shí)最穩(wěn)定,瞬間電流因素影響最少。 如固有步距角1.8°的二相電機(jī),作二相四拍運(yùn)行(運(yùn)行步距角為1.8°),則施加整數(shù)倍就可以,如作二相八拍運(yùn)行時(shí)(運(yùn)行步距角為0.9°),則施加于電機(jī)的脈沖數(shù)為0.9°的偶數(shù)倍脈沖,細(xì)分后以此類推。
5、步進(jìn)電機(jī)的“定位轉(zhuǎn)矩” 定位轉(zhuǎn)距是指電機(jī)各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時(shí),由于混合式電機(jī)轉(zhuǎn)子上有永磁材料產(chǎn)生磁場(chǎng),從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距。 一般定位轉(zhuǎn)距遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)距。是否存在定位轉(zhuǎn)距是混合式步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的重要標(biāo)志。
6、步進(jìn)電機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩 保持轉(zhuǎn)距,在二相電機(jī)中是指電機(jī)二相繞組同時(shí)通額定電流,且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時(shí),電機(jī)所能輸出的最大轉(zhuǎn)距。是電機(jī)選型時(shí)最重要的參數(shù)之一。 通常步進(jìn)電機(jī)是在恒流或恒壓條件下工作的,在低速運(yùn)行時(shí),其輸出力矩與最大轉(zhuǎn)矩接近,但由頻率增加,反電勢(shì)及高頻導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部損耗的提高,步進(jìn)電機(jī)的輸出功率會(huì)隨速度的增大而迅速變小,步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而迅速衰減(不同型號(hào)、不同參數(shù)其衰減率不一樣,通常用矩頻特性曲線來(lái)表示),所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。 比較:而交流伺服電機(jī)可以自行調(diào)整輸入電壓與電流,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。而且與通用交流電機(jī)(或伺服電機(jī))不一樣,步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)瞬間,線組內(nèi)工作電流是按額定電流工作的,因此無(wú)過(guò)載能力差。在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。
所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如,當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī),在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。
7、電機(jī)的空載起動(dòng)頻率 指無(wú)負(fù)載時(shí),電機(jī)最大起動(dòng)頻率值,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn),在堵轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)伴有嘯叫聲。 由以下個(gè)方面決定: 第一,電機(jī)本身:電機(jī)參數(shù)(保持轉(zhuǎn)矩、電阻/電感值、額定電流),轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,電阻/電感值越大,起動(dòng)反電勢(shì)會(huì)高,起動(dòng)頻率降低,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小,則起動(dòng)頻率會(huì)越高。 第二、起動(dòng)點(diǎn)頻率(起動(dòng)時(shí)加速)。 第三、驅(qū)動(dòng)方式:恒流與恒壓驅(qū)動(dòng),前者明顯優(yōu)于后者;運(yùn)行拍數(shù):二相四拍與二相八拍方式,后者要優(yōu)于前者,作為重要參數(shù),需指定其雙方驗(yàn)收的驅(qū)動(dòng)方式。 在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低,具體見(jiàn)〈某規(guī)格電機(jī)矩頻特性曲線、電機(jī)的空載運(yùn)行頻率 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載運(yùn)行頻率,指電機(jī)在較低頻率起動(dòng)下,通過(guò)一定規(guī)律加速(通常有線性、二次方、指數(shù)方式等),使電機(jī)達(dá)到最高轉(zhuǎn)速而不失步,該頻率為最高空載運(yùn)行頻率。 要準(zhǔn)確測(cè)試該參數(shù),一定要注意三個(gè)條件: 1)在較低頻率下啟動(dòng),但不可在低頻動(dòng)區(qū)啟動(dòng),這樣啟動(dòng)時(shí)會(huì)失步(嘯叫聲); 2)在到達(dá)最高轉(zhuǎn)速前,脈沖頻率將要求按一定的規(guī)律方式加速,過(guò)程平穩(wěn),脈沖之間跟隨性良好; 3)電機(jī)按脈沖頻率同步的方式加速,而達(dá)到所希望的最高頻而不失步(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?ensp; 一般來(lái)講:低電阻、低電感電機(jī)起動(dòng)頻率與運(yùn)行頻率較高,電機(jī)可以在較高頻率段工作,但驅(qū)動(dòng)中要注意想辦法克服馬達(dá)的電磁噪聲;大電阻、大電感電機(jī)起動(dòng)頻率與運(yùn)行頻率相對(duì)較低,電磁噪聲效果明顯變低,但電機(jī)只能在低、中頻區(qū)間工作。 注意(1)電機(jī)空載最高運(yùn)行與最大啟動(dòng)頻率兩參數(shù),是反映電機(jī)輸出特性的兩個(gè)重要決定性指標(biāo),所有出廠電機(jī)均要求全檢。 (2)所有電機(jī)在參數(shù)確定,測(cè)試條件確定的前提下,其特性有一定誤差(裝配后的機(jī)械特性),但總體上誤不會(huì)很大(10%內(nèi))。
9、啟動(dòng)與運(yùn)行矩頻特性曲線 反映電機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行扭矩與頻率關(guān)系特性曲線,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降。 是介定電機(jī)或靠工作點(diǎn)的核心參數(shù),要求電機(jī)工作點(diǎn)頻率,扭矩余量大余10∽15%以上。 決定要素是:電阻/電感、保持轉(zhuǎn)矩、工作電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、驅(qū)動(dòng)方式等。 由于測(cè)試方式復(fù)雜,不能每臺(tái)電機(jī)均測(cè)試其動(dòng)態(tài)曲線,實(shí)際工作中,只能通過(guò)其核心參數(shù)來(lái)反映:如電阻、電感值,保持轉(zhuǎn)矩、定位轉(zhuǎn)矩等。
10、 步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱是否屬于正?,F(xiàn)象,一般溫度范圍是多少? 1) 電機(jī)發(fā)熱的原理: 我們通常見(jiàn)到的各類電機(jī),內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻,通電會(huì)產(chǎn)生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方成正比,這就是我們常說(shuō)的銅損,如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波,還會(huì)產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應(yīng),在交變磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生損耗,其大小與材料,電流,頻率,電壓有關(guān),這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來(lái),從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較
低,電流一般比較大,且諧波成分高,電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化,因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況,且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。 2)步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的合理范圍: 電機(jī)發(fā)熱允許到什么程度,主要取決于電機(jī)內(nèi)部絕緣等級(jí)。內(nèi)部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會(huì)被破壞。所以只要內(nèi)部不超過(guò)130度,電機(jī)不會(huì)損環(huán),而這時(shí)表面溫度會(huì)在90度以下。所以,步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度都是正常的。簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量方法有用點(diǎn)溫計(jì)的,也可以粗略判斷:用手可以觸摸1-2秒以上,不超過(guò)60度;用手只能碰一下,大約在70-80度;滴幾滴水迅速氣化,則90度以上了。 3)步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱隨速度變化的情況: 采用恒流驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí),步進(jìn)電機(jī)在靜態(tài)和低速下,電流會(huì)維持恒定,以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度,電機(jī)內(nèi)部反電勢(shì)升高,電流將逐步下降,力矩也會(huì)下降。因此,因銅損帶來(lái)的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時(shí)一般發(fā)熱高,高速時(shí)發(fā)熱低。但是鐵損(雖然占的比例較?。┳兓那闆r卻不盡然,而電機(jī)整個(gè)的發(fā)熱是二者之和,所以上述只是一般情況。 4)發(fā)熱帶來(lái)的影響: 電機(jī)發(fā)熱雖然一般不會(huì)影響電機(jī)的壽命,對(duì)大多數(shù)客戶沒(méi)必要理會(huì)。但是嚴(yán)重時(shí)會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。如電機(jī)內(nèi)部各部分熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化和內(nèi)部氣隙的微小變化,會(huì)影響電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),高速會(huì)容易失步。又如有些場(chǎng)合不允許電機(jī)的過(guò)度發(fā)熱,如醫(yī)療器械和高精度的測(cè)試設(shè)備等。因此對(duì)電機(jī)的發(fā)熱應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的控制。 5)如何減少電機(jī)的發(fā)熱:減少發(fā)熱,就是減少銅損和鐵損。 減少銅損有兩個(gè)方向,減少電阻和電流,這就要求在選型時(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的電機(jī),對(duì)兩相電機(jī),能用串聯(lián)的電機(jī)就不用并聯(lián)電機(jī)。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對(duì)于已經(jīng)選定的電機(jī),則應(yīng)充分利用驅(qū)動(dòng)器的自動(dòng)半流控制功能和脫機(jī)功能,前者在電機(jī)處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減少電流,后者干脆將電流切斷。另外,細(xì)分驅(qū)動(dòng)器由于電流波形接近正弦,諧波少,電機(jī)發(fā)熱也會(huì)較少。減少鐵損的辦法不多,電壓等級(jí)與之有關(guān),高壓驅(qū)動(dòng)的電機(jī)雖然會(huì)帶來(lái)高速特性的提升,但也帶來(lái)發(fā)熱的增加。所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)電壓等級(jí),兼顧高速性,平穩(wěn)性和發(fā)熱,噪音等指標(biāo)首頁(yè)[星際娛樂(lè)平臺(tái)]首頁(yè)