挑选合适的步进电机和驱动器

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步进电机的选型与计算

步进电机的选型与计算

步进电机的选型与计算步进电机是一种常见的电机类型,拥有精度高、可控性强、反应灵敏等优点,广泛应用于各种精密控制系统中。

在选择和计算步进电机时需要考虑以下几个方面。

一、步进电机的类型首先需要了解有哪些类型的步进电机。

目前市面上常见的步进电机有单相/两相/三相/五相等不同类型,不同的类型适用于不同的应用场景。

对于低速高力的应用场合,单相步进电机的效果较佳;需要高精度的位置控制时,可以选择三/五相步进电机。

在选择实际使用的步进电机时,最好能够根据实际需求进行精细化选择。

二、步进电机驱动器的选择选择步进电机驱动器时,需要根据步进电机的类型、电源电压和工作电流等参数进行选择。

一般来说,驱动器的峰值输出电流应大于步进电机的额定电流,以确保电机正常运行。

同时,还需要考虑驱动器的微步数,微步数越高,驱动器的精度控制就越好。

但是,高微步数对马达的耗电量会增加,如果长时间负载运行可能会导致驱动电机的温度升高,从而造成高温失控现象,因此在实际应用过程中需要注意平衡微步数和耗电量的关系。

三、步进电机的计算1. 计算步进电机的步数:计算步进电机的步数主要涉及到推导出步进电机的角度转换公式,与电机的角度转换速率有关。

步数越多,角度转换越精细,步数与转速的关系,可以用以下公式计算:n=Δθ/α,其中n为步数,Δθ为转角(是原始角度),α为每步转角。

2. 计算步进电机的速度:步进电机的速度计算与电机驱动器细分数、定位精度有关,主要通过计算每步角度转移量再计算出转速。

电机驱动器分辨率越高则每步角度转移量越小,转速就越慢,反之亦然。

计算步进电机的速度时,可以使用以下公式:v=r*n*f/60,其中v为速度,r为驱动器细分数的比率,n为步数,f为电机的转速。

总之,在进行步进电机的选型与计算时,需要根据实际应用需求选择合适的电机类型与驱动器,并结合实际情况合理计算步进电机的步数和速度。

这样才能确保电机在实际应用场景中能够正常运转,保证控制系统的精度和可靠性。

步进电机及驱动器选购常识

步进电机及驱动器选购常识

1、选择保持转矩保持转矩也叫静力矩,是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。

由于步进电机低速运转时的力矩接近保持转矩,而步进电机的力矩随着速度的增大而快速衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以说保持转矩是衡量步进电机负载能力最重要的参数之一。

比如,一般不加说明地讲到1N.m的步进电机,可以理解为保持转矩是1N.m。

2、选择相数两相步进电机成本低,步距角最少1.8 度,低速时的震动较大,高速时力矩下降快,适用于高速且对精度和平稳性要求不高的场合;三相步进电机步距角最少1.5度,振动比两相步进电机小,低速性能好于两相步进电机,最高速度比两相步进电机高百分之30至50,适用于高速且对精度和平稳性要求较高的场合;5相步进电机步距角更小,低速性能好于3相步进电机,但成本偏高,适用于中低速段且对精度和平稳性要求较高的场合。

步电机系统解决方案3、选择步进电机应遵循先选电机后选驱动器原则,先明确负载特性,再通过比较不同型号步进电机的静力矩和矩频曲线,找到与负载特性最匹配的步进电机;精度要求高时,应采用机械减速装置,以使电机工作在效率最高、噪音最低的状态;避免使电机工作在振动区,如若必须则通过改变电压、电流或增加阻尼的方法解决;电源电压方面,建议57电机采用直流24V-36V、86电机采用直流46V、110电机采用高于直流80V;大转动惯量负载应选择机座号较大的电机;大惯量负载、工作转速较高时,电机而应采用逐渐升频提速,以防止电机失步、减少噪音、提高停转时的定位精度;鉴于步进电机力矩一般在40Nm以下,超出此力矩范围,且运转速度大于1000RPM时,即应考虑选择伺服电机,一般交流伺服电机可正常运转于3000RPM,直流伺服电机可可正常运转于10000RPM。

4、选择驱动器和细分数最好不选择整步状态,因为整步状态时振动较大;尽量选择小电流、大电感、低电压的驱动器;配用大于工作电流的驱动器、在需要步电机系统解决方案低振动或高精度时配用细分型驱动器、对于大转矩电机配用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能;在电机实际使用转速通常较高且对精度和平稳性要求不高的场合,不必选择高细分数驱动器,以便节约成本;在电机实际使用转速通常很低的条件下,应选用较大细分数,以确保运转平滑,减少振动和噪音;总之,在选择细分数时,应综合考虑步进电机驱动器的实际运转速度、负载力矩范围、减速器设置情况、精度要求、振动和噪音要求等。

如何选择步进电机-步进电机的选择

如何选择步进电机-步进电机的选择

如何选择步进电机?步进电机的选择
熟识这门技术的人应当是比较清晰的,步进电机的选择主要涉及到的是三个要素,步距角、静转距以及电流这三大方面,一般来说只要这个三个要素确定下来之后,那么型号大致就可以确定下来了。

首先第一个方面是步距角的选择方面,步距角主要是取决于负载的精度要求,那么将这个负载的当量换到电机轴上,那么每个当量电机应当走多少角度,步距角的角度应当是等于或者是小于这个角度。

其次个方面是电流的选择,电流参数不同,所得到的运行性能是很大不同的。

第三个方面就是静转距的选择,静转距一般应当是摩擦负载的2-3倍内是最好的,这个静转距一旦选定,电机的机座和长度就可以确定下来了。

整个这三方面确定之后,也许的电机选择也就可以确定下来了。

推断需多大力矩:静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。

负载大时,需采纳大力矩电机。

力矩指标大时,电机形状也大。

推断电机运转速度:转速要求高时,应选相电流较大、电感较小的电机,以增加功率输入。

且在选择步进电机驱动器时采纳较高供电电压。

选择电机的安装规格:如57、86、110等,主要与力矩要求有关。

确定定位精度和振动方面的要求状况:推断是否需细分,需多少细分。

依据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。

如何挑选合适的电机驱动器?

如何挑选合适的电机驱动器?

驱动器正确选型的方法(驱动器型号的确定方法)选择驱动器时需满足以下四点相匹配.1.电机类型普通直流有刷电机引线特征:两根电源线或两根电源线与一测速线;两电源线多数为红黑两色;电源正负极交换后电机将反转。

直流有刷伺服电机引线特征:两根电源线与4根或5根编码器信号线。

直流无感无刷电机引线特征:三根电源线,多数为黄绿蓝三色。

直流有感无刷电机引线特征:三根电源线与5根霍尔信号线,电源线通常较信号线粗,电源线多数为黄绿蓝三色,霍尔线多数为红黄绿蓝黑五色.直流无刷伺服电机引线特征:三根电源线与4根或5根编码器信号线。

爱控电机驱动器中AQMH2403ND、AQMH2407ND、AQMH3615NS、AQMD2410NS、AQMD3610NS、AQMD3620NS、AQMD3630NS、AQMD6030NS支持的电机类型为普通直流有刷电机;AQMD3605BLS、AQMD3608BLS、AQMD6010BLS、AQMD6020BLS支持的电机类型为直流有感无刷电机。

2.电机额定电压额定电压是电器长时间工作时所适用的最佳电压.电机额定电压通常在电机铭牌或数据手册上可找到.常见的电机额定电压有6V、12V、24V、36V、48V、60V、110V、220V、380V等。

AQMH2403ND电压范围6.8V-27V,无过压或欠压保护,电压过高或过低都可能损坏驱动器。

AQMD2410NS电压范围8V-27V,无过压保护,电压过高可能损坏驱动器。

欠压时不能正常工作。

AQMD3610NS电压范围7V—41V,无过压保护,电压过高可能损坏驱动器.欠压时不能正常工作。

AQMD3605BLS、AQMD63608BLS、AQMH3615NS、AQMD3620NS、AQMD3630NS 电压范围6.5V—40V,有欠压保护,电压过低不工作;无过压保护,电压过高可能损坏驱动器.AQMD6030NS、AQMD6010BLS、AQMD6020BLS电压范围8.5V-66V,有欠压保护,电压过低不工作;无过压保护,电压过高可能损坏驱动器。

如何选取步进电机和驱动器

如何选取步进电机和驱动器

如何选取步进电机和驱动器The final edition was revised on December 14th, 2020.如何选取步进电机和驱动器1. 负载分类:(1)Tf力矩负载:Tf = G·rG 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:Hzn=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:步进电机,在1/2细分驱动的情况下(即每步)500Hz 时,其速度是转/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。

(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。

步进电机如何选择适合的步进驱动器

步进电机如何选择适合的步进驱动器

步进电机的运行需要有脉冲分配的功率型电子装置进行驱动,这种装置就是步进电机驱动器,一个好的步进电机,没有驱动器的驱动,是无法运转的,而只有与之相匹配的电机驱动器,才能使电机的运行达到最好的运行状态,那么如何选择一个能提高电机性能的驱动器呢?1、根据步进电机的额定电流选择适合的驱动器任何一款步进电机都有自己的额定电流,选择与之配套的驱动器的最大电流不能低于电机的额定电流。

步进电机驱动器都有电流细分的功能,可以根据不同的电机的额定电流进行设定驱动器的电流。

并且同一款驱动器可以配不同电流的电机,只要电机的额定电流小于驱动器调到最大时的电流,就可以用,否则会有电机被烧的可能。

2、根据需要的步距角的大小来选择驱动器市面上的步进电机普遍是1.8°、1.2°以及0.72°的步距角,但是由于客户对电机的精度要求越来越高,步距角也有了不同的要求,为了满足客户的需求,电机厂家距通过驱动器的细分来达到电机的细分。

3、根据电源的提供的交直流电压电压有交流电压和直流电压之分,步进电机驱动器有个额定电压,选择驱动器时,要选择额定电压是电源可提供的电压范围内的电机驱动器。

如果选择的驱动器的额定电压过低,电源提供给驱动器的电压高于驱动器的额定电压,就容易将驱动器烧坏。

4、根据步进电机运行时要达到一定速度时需要的电压来选驱动器深圳市维科特机电有限公司成立于2005年,是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。

我们和全球产品性价比高的生产厂家合作,结合本公司专家团队多年的客户服务经验,给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。

我们的主要产品有信浓(SHINANO KENSHI)混合式步进电机、日本脉冲(NPM)永磁式步进电机、减速步进电机、带刹车步进电机、直线步进电机、空心轴步进电机、防水步进电机以及步进驱动器、减振垫、制振环、电机引线、拖链线、齿轮、同步轮、手轮等专业配套产品。

我们还供应德国TRINAMIC驱动芯片和日本NPM运动控制芯片。

步进电机的计算与选型

步进电机的计算与选型

步进电机的计算与选型
步进电机的计算和选型主要涉及以下几个方面:
1. 负载转矩计算:首先需要计算所需驱动的负载转矩。

根据应用需求和机械系统的要求,确定所需的最大持续转矩和加速度转矩。

2. 步进角度:步进电机的旋转角度由步进角决定,常见的步进角有1.8°和0.9°。

选择合适的步进角取决于应用的精度要求和控制系统的分辨率。

3. 步进电机类型:根据具体应用需求,选择合适的步进电机类型,如单向旋转、双向旋转、混合磁体等。

4. 推动方式:根据控制系统的要求和应用场景,选择合适的推动方式,如全步进模式(Full-Step)、半步进模式(Half-Step)或微步进模式(Microstep)等。

5. 驱动器选择:根据步进电机的额定电流、驱动电压和控制方式选择合适的驱动器。

驱动器应具备适当的功率、保护功能和接口兼容性。

6. 总负载惯量计算:考虑到驱动系统的动态响应和稳定性,需要计算总负载的惯性矩,确定所需的步进电机的惯性矩和加速度能力。

7. 工作环境:根据具体工作环境的要求,考虑步进电机的外形尺寸、防护等级、工作温度范围等因素。

8. 可靠性和寿命:了解步进电机的可靠性指标和寿命预期,以确保合适的使用寿命和可靠性。

在进行步进电机的选型时,需要结合上述因素进行综合考虑,并根据实际需求和应用环境选择合适的步进电机。

此外,还应注意与步进电机相关的控制系统、反馈系统和机械传动系统的匹配性,以实现良好的性能和稳定运行。

最好咨询专业的电机供应商或工程师以获取更准确的建议和选择。

如何选择合适的步进电机来满足特定需求

如何选择合适的步进电机来满足特定需求

如何选择合适的步进电机来满足特定需求在各种自动化设备和控制系统中,步进电机因其精确的位置控制和相对简单的驱动方式而得到广泛应用。

然而,要选择一款合适的步进电机来满足特定的需求并非易事,需要综合考虑多个因素。

首先,我们需要明确设备或系统对步进电机的性能要求。

这包括精度、速度、扭矩和负载特性等方面。

精度是指电机能够准确到达的位置,对于一些高精度的应用,如数控机床、3D 打印等,就需要选择具有高精度的步进电机。

速度则决定了电机能够多快地完成动作,例如在快速传送带上,就需要高速的步进电机。

扭矩是电机能够输出的力量,对于需要克服较大负载的情况,如起重设备,就必须确保电机具备足够的扭矩。

负载特性也是一个重要的考虑因素。

负载是恒定的还是变化的?是惯性负载还是摩擦力负载?不同的负载类型对电机的性能要求也不同。

如果是惯性负载较大的情况,例如旋转的飞轮,就需要电机具有较好的加速性能;而对于摩擦力负载较大的情况,如直线导轨上的滑动负载,就需要电机在低速时能提供足够的扭矩。

电机的步距角也是选择时需要关注的参数。

步距角越小,电机的分辨率越高,能够实现更精细的位置控制。

常见的步距角有 18 度和 09度等。

如果对位置精度要求极高,还可以选择更小步距角的电机或者通过细分驱动器来提高分辨率。

接下来要考虑的是电机的尺寸和安装方式。

电机的尺寸需要与设备的空间相匹配,过大的电机可能无法安装,而过小的电机可能无法满足性能要求。

安装方式也有多种,如法兰安装、轴安装等,需要根据实际的安装条件来选择。

电机的驱动方式也会影响其性能和使用效果。

常见的驱动方式有恒压驱动和恒流驱动。

恒流驱动能够提供更稳定的电流,从而使电机的运行更加平稳,特别是在高速和高负载情况下表现更为出色。

电源电压也是选择电机时不能忽视的因素。

不同的电机有不同的额定电压范围,需要根据实际能够提供的电源电压来选择合适的电机。

同时,还要考虑电源的稳定性和功率是否能够满足电机的需求。

步进电机选型方法

步进电机选型方法

步进电机换个说法就是马达,一说到马达相信大部分的人都不陌生,但是对于步进电机可能还是有部分人不清楚。

步进电机是一种作为控制用的特殊电机,它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的,其特点是没有积累误差,所以广泛应用于各种开环控制。

然而在日常生活中,我们在选择步进电机型号的时候往往需要注意哪些误区呢?一、选择步进电机应遵循先选电机后选步进电机驱动器原则,先明确负载特性,再通过比较不同型号步进电机的静力矩和矩频曲线,找到与负载特性最匹配的步进电机。

二、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步电机系统解决方案过60N.M ,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。

三、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:步进驱动器的驱动电压、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 1500 转/分或 1000 转/分。

四、根据负载最大力矩和最高转速两个重要指标: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。

步电机系统解决方案五、最后还要考虑留有一定的(如百分之30 )力矩余量和转速余量。

尽量选择混合式步进电机,它的性能高于反应式步进电机;尽量选取细分驱动器,且使驱动器工作在细分状态。

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。

步进电机选型注意事项

步进电机选型注意事项

步进电机选型注意事项
在选型步进电机时需要注意以下几个事项:
1. 旋转角度:步进电机的旋转角度通常为1.8度或0.9度。


根据实际需要选择合适的旋转角度。

2. 额定电压和电流:根据系统的电源供应能力和电机驱动器的要求,选择合适的步进电机额定电压和电流。

3. 引线类型:步进电机的引线类型有两种:单引线和双引线。

单引线步进电机只有两个引线,适用于简单的应用。

双引线步进电机有四个引线,可以实现更高的精度和控制灵活性。

4. 步进角和分辨率:步进电机的步进角取决于电机本身的结构。

步进角越小,分辨率越高,但也会增加系统的复杂性。

5. 载荷能力和转矩:根据应用的要求,选择具有足够载荷能力和转矩的步进电机,以确保系统的稳定性和可靠性。

6. 适用环境:考虑使用环境的温度、湿度、尘埃等因素,选择适合的步进电机。

有些步进电机具有防尘、防水等功能,适应恶劣环境。

7. 寿命和可靠性:选择具有较高寿命和可靠性的步进电机,以减少故障率和维修成本。

8. 成本和性能:根据预算和性能需求综合考虑选择步进电机,避免过度投入或牺牲性能。

如何选取步进电机和驱动器

如何选取步进电机和驱动器

如何选取步进电机和驱动器如何选取步进电机和驱动器1. 负载分类:(1)Tf力矩负载:Tf = G·rG 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:Hzn=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。

(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=""><>(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%Tm1B.tr = F4*ln[(TJ0-TL)/(TJ1-TL)]C.F(t)=F2*[1-e^(-t/F4)]+F0,0 < t=""><>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。

步进电机选择的详细计算过程

步进电机选择的详细计算过程

步进电机选择的详细计算过程步进电机是一种简单易用的电机,广泛应用于各种自动化设备中,如打印机、数控机床等。

在选择步进电机时,需要考虑到一系列参数和计算过程,下面详细介绍步进电机的选择计算过程。

一、确定所需的步进电机参数:1. 负载参数:确定需要驱动的负载的最大转矩(T_load_max)和转动惯量(J_load);2.运动参数:确定需要的转速(N)和加速度(α);3. 系统参数:确定驱动系统的滞后比(Kd)和系统的惯量(J_sys)。

二、计算步进电机的额定参数:1. 额定转矩(T_rated):根据负载的最大转矩(T_load_max)和滞后比(Kd),计算得到额定转矩:T_rated = T_load_max / Kd2. 额定电流(I_rated):根据额定转矩(T_rated)和驱动系统的惯性(J_sys),计算得到额定电流:I_rated = (T_rated * α) / (J_sys * N)3. 电枢电阻(R_phase):根据额定电流(I_rated)和驱动电压(V_drive),计算得到电枢电阻:R_phase = V_drive / I_rated4. 惯性比(K_sys):根据转动惯量(J_load)和驱动系统的惯性(J_sys),计算得到惯性比:K_sys = J_load / J_sys5. 山形系数(K_dimp):根据滞后比(Kd)和惯性比(K_sys),计算得到山形系数:K_dimp = sqrt(1 + K_sys * Kd) / sqrt((K_sys^2 + 1) * (Kd^2 + 1))6. 开环支持的最大转速(N_max_open):根据驱动电压(V_drive)、电枢电阻(R_phase)和步进电机的电感(L_phase),计算得到开环支持的最大转速:N_max_open = V_drive / (2π * R_phase * L_phase)三、选择适合的步进电机:1. 步进角(θ_step):根据所需的转速(N)和步进电机的步进角(θ_step),选择合适的步进电机型号。

步进电机控制系统的设计

步进电机控制系统的设计

步进电机控制系统的设计
步进电机控制系统是一种常见的电机控制系统,用于控制步进电机的速度和方向。

设计步进电机控制系统需要考虑以下几个方面:
1. 选择合适的步进电机:根据应用场景,选择适合的步进电机型号和规格。

根据步进电机的电阻、电感等参数,计算出合适的电流和电压。

2. 选择合适的驱动器:根据步进电机的规格和控制要求,选择适合的驱动器型号。

常见的驱动器有常流驱动器和常压驱动器两种。

常流驱动器适用于控制步进电机的转速和保证输出力矩的精度;常压驱动器适用于控制步进电机的位置和运动精度。

3. 设计控制电路:根据步进电机的控制要求,设计相应的控制电路,包括信号输入电路、脉冲控制电路和电源电路。

根据实际需求,可以选择使用微控制器、PLC或者其他控制器实现控制。

4. 编写控制程序:根据实际控制要求,编写相应的控制程序。

程序可以使用各种高级语言编写,如C语言、Python等。

5. 测试和调试:完成步进电机控制系统的设计后,需要进行测试和调试。

测试包括电路测试和控制程序测试。

进行测试时需要注意安全,避免电路短路、过载等问题。

在调试过程中,需要根据测试结果进行调整优化,直到达到预期的控制效果。

总之,步进电机控制系统的设计需要充分考虑电机的规格和控制要求,选择合适的驱动器和控制器,设计合适的控制电路和编写适合的控制程序,并进行充分的测试和调试。

如何选择合适的步进电机来满足特定应用需求

如何选择合适的步进电机来满足特定应用需求

如何选择合适的步进电机来满足特定应用需求在众多的电机类型中,步进电机以其独特的工作原理和性能特点,在各种自动化控制和精密定位的应用场景中发挥着重要作用。

然而,要为特定的应用选择一款合适的步进电机并非易事,需要综合考虑多个因素。

首先,我们需要明确应用的具体需求。

这包括但不限于负载的类型和大小、运动的速度和精度要求、工作环境的条件等。

例如,如果是用于驱动一个轻负载且对速度要求不高,但对定位精度有严格要求的设备,如 3D 打印机的喷头移动机构,那么就需要选择步距角较小、分辨率较高的步进电机。

而对于负载较大、速度要求较高的应用,如一些工业输送设备,可能需要具有较大扭矩和较高转速的步进电机。

负载特性是选择步进电机时至关重要的因素之一。

我们需要了解负载的惯性、摩擦力以及工作时的动态变化情况。

如果负载惯性较大,那么在启动和停止时就需要更大的扭矩来克服惯性的影响,否则可能会导致电机失步或者无法正常启动。

同时,摩擦力的大小也会影响电机的运行效率和扭矩输出。

通过准确计算负载的扭矩需求,可以为选择合适的步进电机提供重要的依据。

运动速度和精度是另外两个关键的考量因素。

不同的应用对运动速度和精度的要求差异很大。

对于需要高速运动的应用,如自动化生产线中的物料搬运,需要选择具有较高转速和响应速度的步进电机。

而对于像数控机床这样对精度要求极高的应用,则需要选择步距角小、细分驱动能力强的步进电机,以实现精确的位置控制。

工作环境条件也不能忽视。

例如,如果应用场景处于高温、潮湿、多尘或者具有腐蚀性气体的环境中,那么就需要选择具有相应防护等级和特殊材质的步进电机,以确保电机能够长期稳定运行。

另外,电源电压的稳定性和供应能力也会影响电机的选择。

如果电源电压波动较大,可能需要选择具有更宽电压适应范围的电机或者增加稳压设备。

在确定了应用需求后,接下来需要关注步进电机的一些技术参数。

电机的步距角决定了其最小的运动增量,步距角越小,电机的分辨率越高,能够实现的定位精度也就越高。

步进电机选型指南-步进电机驱动器-步进电机控制器

步进电机选型指南-步进电机驱动器-步进电机控制器

步进电机选型指南/步进电机驱动器/步进电机控制器一、步进电机选用指南:1、怎么确定步进电机的型号,要注意那几个主要参数?混合式步进电机中的静力矩,引线数,电感等参数如何理解?一般是根据您的负载选电机,主要是参考步进电机的力矩,详细的还涉及到电机的转速和额定电流,传动机构等,起动的转速和正常运行的转速,另外还有电机的精度。

2、步进电机选型注意事项a、步进电机应用于低速场合-----每分钟转速不超过1000转,(0.9度时6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)间使用,可通过减速装置使其在此间工作,此时电机工作效率高,噪音低。

b、步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大。

c、除了标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机可根据驱动器选择驱动电压(建议:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流46V,110BYG采用高于直流80V)。

当然,12伏电压的电机也可以采用其他驱动电源,不过要考虑温升。

d、转动惯量大的负载应选择机座号较大的电机。

e、工作转速较高的电机在带动大惯量负载时,一般不要在工作转速下起动,而应该采用逐渐升频提速,这样一来电机不会失步,二来可以减少噪音,还可以提高停转时的定位精度。

f、精度要求高时,应通过采用机械减速、提高电机速度以及选用高细分数的驱动器来解决。

电机不应在振动区内工作,如若必须可通过改变电压、电流或增加阻尼的方法解决。

g、电机工作在600PPS(0.9度)以下,应选择小电流、大电感、低电压的驱动器。

h、应遵循先选电机后选驱动器的原则。

3、步进电机原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下,电机的转速和停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性误差而无累积误差的特点,使得其控制速度和位置非常简单。

如何选择适合家用电器的步进电机

如何选择适合家用电器的步进电机

如何选择适合家用电器的步进电机在现代家庭中,各种家用电器的功能越来越丰富和智能化,其中步进电机在许多电器中发挥着关键作用,例如空调的风向调节、洗衣机的转速控制、微波炉的转盘转动等等。

然而,要为特定的家用电器选择合适的步进电机并非易事,需要综合考虑多个因素。

接下来,我们就一起探讨一下如何做出明智的选择。

首先,了解家用电器的工作需求是至关重要的。

不同的电器对步进电机的性能要求差异很大。

以空调为例,风向调节电机需要能够精确地控制角度,并且在长时间运行中保持稳定;而洗衣机的电机则需要具备较大的扭矩,以应对不同的洗涤模式和衣物重量。

因此,在选择之前,要明确电器的具体功能和运行特点,包括转速范围、负载能力、精度要求等。

其次,考虑电机的步距角。

步距角决定了电机每接收一个脉冲信号时转动的角度。

较小的步距角意味着电机能够实现更精确的位置控制,但通常成本也会相应增加。

对于一些对精度要求较高的家用电器,如高端咖啡机的磨豆机构,可能需要选择步距角较小的电机;而对于一些精度要求相对较低的设备,如普通风扇的摇头机构,较大步距角的电机就能够满足需求。

电机的扭矩也是一个关键因素。

扭矩直接影响电机带动负载的能力。

如果电机的扭矩不足,可能无法正常驱动家用电器的工作部件,导致设备故障或性能不佳。

在选择时,要根据电器的负载情况进行估算,确保所选电机的扭矩能够轻松应对实际工作中的负载变化。

例如,在选择冰箱压缩机的电机时,要考虑到压缩机启动时的较大负载,选择扭矩足够大的电机以保证正常运行。

另外,电机的尺寸和安装方式也需要与家用电器的结构相匹配。

不同的家电内部空间有限,电机的外形尺寸过大可能无法安装。

同时,还要考虑电机的安装方式是否方便,以及是否与电器的整体设计相协调。

一些小型家电可能更适合采用扁平式的电机,以节省空间;而大型家电则对电机尺寸的限制相对较小,可以更多地关注电机的性能参数。

运行的噪音水平也是不能忽视的一点。

特别是在一些需要安静运行的家用电器中,如卧室空调、静音风扇等,如果电机运行时产生过大的噪音,会严重影响用户的使用体验。

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美国的步进系统还有家我还用过,那就是派克汉尼汾(parker),不知道这家和派克钢笔是不是一家的,不过它家的东西性能同样非常优异。派克的驱动器网上有很多,不过需要提醒大家的就是,有很多驱动器是集成控制器的,也就是说不能接受脉冲的。按理说这种型号技术集成度更高,可能我们用不了,diy还停留在较低的水平上阿。跑题了:)我用的派克驱动器只有一款zeta系列的,这个系列有很多种,需要告诉大家的是,4,8,12开头的驱动器有脉冲接口,6开头的不能接受脉冲信号,一定注意,网上6开头的很多。当然它家也有很多种驱动器,具体还是到他家主页上找找参数再下手为好。总之,这家也是上面那个原则,看到有了就多关注点,地板价的话就别犹豫了,有多少买多少吧!(也是自己yy了,毕竟一份价钱一份货,咱没机会在货场转,这种超低价的机会几乎没有!!)
说到形状,有人说圆形的电机无力,方形的有力。我觉得这种说法并不完全
是正确的。它是需要加一些限制条件的。在我接触的电机中,一般较早的东方电机使用圆形的较多,那时受永磁材料的限制,确实电机扭矩比较小。后来东方的电机基本就采用方形的了,技术进步后差不多尺寸的电机方的明显比圆的高。不过这也是对一家而言。我见过美国太平洋的110步进电机,其扭矩达到了20Nm不过它的形状也是圆的,还有三洋比较新的步进电机也有圆形的,其扭矩一点不比方的小。所以看扭矩主要还是要能判断出其大概的年份,越新的相同尺寸其扭矩也就会越大。
国内生产步进电机和驱动器的厂家太多了,本人了解得有限,先介绍这些吧,欢迎大家补充!
2、日本篇
小日本很可恶,不过其二手东西就和他的av产品一样在国内广受欢迎!!
东方、三洋这两家是二手市场出镜率相当高的企业。其中又以它们的步进电机产品为最。至于驱动器,这两家应该都不错,不过价格低的往往是其古老而又久远的产品,新点的驱动器往往价格很高,特别是两相驱动器,新的一是少,二是贵。以至于这一年多我没接触过这两家新点的两相驱动器,连个型号都没有影响,不过五相的驱动器还是有些接触的。那就说说这两家的电机吧。之前说过了,东方的电机一般方的比圆的新,其扭矩也大点。网上有很多东方的步进电机,价格我觉得也不算贵,57的一般在20-50元之间86的一般在80-250元之间。感觉57电机还是很实惠的,如果机器不大的话76-86长的57或60电机足够了,买不到这两家的驱动器,买个好点的国产驱动器,这样配套效果也相当不错。至于五相电机,情况相对于两相的恰恰相反。网上大量驱动器,价格有的也不高200-300就能搞定。不过电机的价格贵得有点离谱,57的都在50以上,长点的更是过百,86的就更别说了,都说五相步进高,我觉得现在高就高在电机价格上,其驱动器往往还比两相的便宜点呢:)
美国其他家的驱动器我就没接触过了,不过有的话查查说不定也是这两家旗下的呢:)
欧洲的伺服到是不少,不过步进我没接触过,有美厂家介绍完了,有机会我再就具体个案介绍下驱动器实体,后面也会上点实测数据,慢慢加吧,希望能对新手有益!!
还有就是细分功能了,细分技术的引进大大改善了步进电机的运行效果,高细分技术的驱动器,往往驱动步进电机低速转动的震动会有很好的改善。有人说细分可以提高电机的分辨率,不过也有人说细分提高的非常有限。我没做过实际测试,不过我赞同后者的观点。
第二部分: 二手步进电机厂家介绍
本人购买步进电机以及驱动器主要就两个途径,一是网购,二就是论坛朋友的转让,下面介绍的厂家基本也是说这两个途径见到的最多的几家.由于我接触
给lz补充几点:
1、速度到了3000以上,空转主要限制因素在于电机的动平衡。
2、2相3相电机,建议使用国产步进电机驱动器。价格低,性能还可以。购买时,还是一分钱一分货,100V以下低于300元的,性能差很多。我用国产驱动器,东方5109电机,ac55V 200W变压器供电,空载也达到了3487转。国产驱动器,220V供电,110电机20Nm,空载也达到了4350转。步进电机的极限转速和加速曲线的关系相当大。至于欧美日的二手驱动器,买来研究比较合适。国产的销量增大以后,价格会更低,技术也会更成熟。有利于我们所有人。
2、步进驱动器。
驱动器的主要参数就是驱动电压和电流,还有就是细分功能。
驱动电压越高,一般驱动器驱动步进电机的高速性能越优异。24-60V的驱动器比较适合57和60的电机,60-100V的驱动器比较适合86的电机,100V以上的适合110的步进电机。电压的这些区别主要是由步进电机的电感大小决定的。因为尺寸越大的电机其线圈面积越大,线圈的匝数也越多,这样其电感也就越大。当电机转动时,因为转子是永磁材料,其交替的N和S级一次反复通过电机的转子线圈。这样交变的磁场就会产生电场。电机转速越高,其磁场变化越快,这样产生的电场就越高。这个电场的产生除了和转速有关外,还和刚才提的电机的电感成正比,所以越大尺寸的电机其电感越大,这样高速运转时产生的这个电场也就越大。而这个电场的方向恰恰和驱动器的驱动电场相反。这就是问什么大尺寸的步进电机需要驱动器高驱动电压的原因,就是为了等效掉电机高速运转时产生的这部分感应电压。这就是步进电机高速扭矩下降的原因之一。
还有就是步进电机的电流的,电流的大小主要决定了步进电机的高速性能,
额定电流越大的电机其高速性能越好。还有个和电流有关的知识,就是同一厂家,
同一大小的步进电机,虽然其额定电流不同,不过其扭矩基本差不多,不同的就是电机的高速性能表现。
再说说步进电机的相数。一般我们接触到的二手电机两相和五相居多,其中
3、欧美篇
伺服欧洲有不少,我不过我接触的不进系统,大部分是美国的.这次主要介绍的也是美国的部分厂家!其实和伺服差不多,入门的国产,好点的是小日本的,高端的还是欧美的.买过很多驱动器,也买过不少,最近向写点东西的时候发现留下来的两相不进驱动器几乎都是美国的(东方闭环步进除外).所以想想高性能的两相驱动器我个人认为还是老美的好.
在这顺便提下个人感受阿,二手市场美国的东西2相的居多,日本的两相五相都有,国产的2、3、5相都有:)
提到美国就不得不提Danaher(丹纳赫)。开始我也是什么牌子都不清楚,俗话说隔行如隔山阿,刚接触时我是一点不知道美国有哪几家做运动控制的。开始买过太平洋的驱动器,后来又买过IDC的驱动器。一查资料这几家居然都是一家的,叫kollmorgen(科尔摩根)而科尔摩根下面还有好几家著名的做运动控制的企业(著名不是我说的啊,网上资料宣传的,我还是没听过!!)。而科尔摩根就属于丹纳赫集团。也就是说著名的太平洋科技公司只是丹纳赫集团下的一家企业而已。所以很有可能你在网上买的美国步进驱动器就属于丹纳赫集团!!本人就有太平洋和IDC的两相步进驱动器,等你用过了这些驱动器之后就知道什么是好驱动了。曾经用太平洋的8A驱动器驱动太平洋的8A86步进,空载转速都过5000了。再高我没敢试了,怕轴承吃不消,我想上6000可能一点问题没有。空载当然没有什么实际意义,yy的意义更大点,不过也能侧面反映步进系统高速时的优异性能。还有点就是这些两相驱动器一般细分都在100以上,有的有500细分,虽然20细分以上就很难用到了,不过高细分也反映出技术比较好。即使4细分设置,86步进在5转/分钟的低速下,其振动依然可一控制在惊人的小范围内,这是我觉得老美的驱动器最牛x的地方。好了已经给了丹纳赫太多的溢美之词了,就不再夸它了。反正下次看到Kollmorgen、Thomson、Dover、 Pacific Scientific、Portescap、Neff、Seidel和Bautz这些牌子的驱动器,价格不是很离谱的话可以买个用用,收藏也不亏,当然如果价格便宜的话,别犹豫了,有多少买多少吧,用不掉也能转让给论坛的朋友!!!!!(这种机会我还没遇到过,一是少,二是网上有也很贵,一个驱动器上千很正常)
的也很有限,有些情况也是挺论坛朋友介绍的。
1、国产篇
国内比较著名的步进生产企业就是雷塞、白山还有和利时(原四通)了。雷
塞和白山的驱动器我没接触过,不过听人说都不错。听人说过,雷塞低压驱动器
好点,白山的高压好点。不过我觉得可能相差不大。还有就是有网友反映白山
驱动器抗干扰好,这个我还没有机会实践,在此转述下吧。四通的东西最近才接
除了东方和三洋,网上melec和rorze这两家的东西也不少,其中驱动器出现的频率较高,这两家的东西我都用过,性能还是很不错的。不过melec不少产品都是双脉冲的,需要自己做个转接板,有点不方便。而rorze的有很多驱动器是带控制器的,也就是不能直接接受脉冲信号,这点购买时需要注意!
驱动器的额定电流是需要和步进电机匹配的,越大的电流表示步进电机的高速性能越有意,同样的一款驱动器,大电流的电机其高速表现越好。其实大电流的电机其电感相对也比较小,这就和上面解释的一致了。还有就是当驱动器电流大于电机电流时,其并不能增加电机的扭矩,反而会引起电机有多大的电流声,还有就是产生额外的热量。当驱动器电流小于电机的电流时,电机的性能就不能完全发挥出来,其扭矩会降低。
雕刻机 入门者一定要看 教你如何挑选合适的步进电机和驱动器
第一部分:入门篇
1、步进电机
先说说步进电机的尺寸。57、60、86还有110等说得是电机的直径(圆形电
机。方形的一般指宽度,单位是mm)。在宽度确定了之后,下面要确定的尺寸就
是长度了。57和60的一般在40-100mm之间,86的在60-130之间,110的有200mm以上的。当然这些长度是我见过比较多的,其他长度的肯定也有。一般尺寸越大的电机其扭矩也越大。
触过,用的是一款70V,3A,64细分的四线两相驱动器。驱动器细分不算高,不过使用性能还是不错的。一是电流声很小,二是高速性能不错,用24V开关电源,也能把2.5A的57步进电机空载带到1500转左右,是我接触过的国产驱动器中相当优异的了,如果真要把电压加到70V,我看带3A86空载上3000转不是太大问题。综合来说如果看到这三家公司的产品,其品质应该不是问题,问题就是价格多少。网上一般这几家的东西都不太多特别是电机可能更少(二手的阿,新的价格我想肯定很难满足大家要求),我觉得价格不超过300还是值得购买的(看驱动器具体型号)。
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