步进电机的参数及特性解读
步进电机基本参数
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步进电机基本参数步进电机(Stepper Motor)是一种将电脑数字信号转变为机械运动的设备,它以离散的方式旋转,每一次脉冲驱动会引起电机一定的运动。
步进电机具有以下几个基本参数。
1. 步数(Step):步进电机的运动是以步为单位的,一步表示电机转动一定的角度或线性距离。
步数也可以用来描述电机的分辨率,即每转多少步,电机转一圈。
通常情况下,步进电机的步数会在说明书或型号参数中给出。
2. 相数(Phase):步进电机的绕组分为几个相,每相两个线圈。
常见的步进电机相数有两相、三相和五相等,不同相数的步进电机在控制方式上有所不同,包括驱动方式和控制电路。
3.驱动方式:步进电机的驱动方式包括全步驱动和半步驱动。
全步驱动是每个脉冲都使电机转动一个步进角度,半步驱动是在全步的基础上细分每一步,在一个脉冲内实现小角度的运动。
半步驱动可以提高电机的分辨率和运动平滑度。
4. 转矩(Torque):步进电机的转矩是指电机产生的旋转力矩。
转矩大小与电机的结构、驱动方式和电流有关,通常在电机的规格表中有相关的数据。
5. 电流(Current):步进电机电流是指电机所需工作电流。
电机的电流大小与驱动方式、负载情况有关。
一般情况下,为了保证电机正常运行,需要匹配合适的电流驱动器。
6. 驱动电压(Voltage):步进电机的驱动电压是指驱动电机所需的电压。
电机的驱动电压应该与驱动器供电电压相匹配。
7. 最大速度(Maximum Speed):步进电机的最大速度是指电机能够达到的最高旋转速度。
最大速度与电机的结构、驱动方式、驱动电压和电流有关。
除了上述基本参数,还有一些其他的参数也需要考虑,比如电机的精度、响应时间、机械惯性等。
这些参数在具体应用中会根据实际需求进行选择和调整。
总的来说,步进电机的基本参数包括步数、相数、驱动方式、转矩、电流、驱动电压和最大速度等。
这些参数决定了电机的性能和适用范围,需要根据具体应用需求进行选择和配置。
步进电机的基本参数和步进电机的主要特点分析
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步进电机的基本参数和步进电机的主要特点分析•步进电机的基本参数主要有以下内容1.电机固有步距角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,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。
2.进电机的相数步进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。
3.保持矩( HOLDING TORQUE)保持转矩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。
4.钳制转矩 DETENT TORQUE)钳制转矩是步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。
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。
•步进电机主要有以下特点1.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。
2.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。
什么是步进电机?步进电机的基本参数、结构及其原理,步进电机的特点特性
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什么是步进电机?步进电机的基本参数、结构及其原理,步进电机的特点特性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。
步进电机的结构及其原理步进电机是一种同步电机,其结构同其它电机一样,由定子和转子组成,定子为激磁场,其激磁磁场为脉冲式,即磁场以一定频率步进式旋转,转子则随磁场一步一步前进。
步进电机主要有反应式、电磁式、永磁式几种。
下面以反应式步进电机为例,来讨论其工作原理:步进电机由转子和定子两部分组成。
转子和定子均由带齿的硅钢片叠成。
定子上有绕组分为若干相,每相磁极上有极齿。
当某相定子绕组通以直流电压激磁后,便吸引转子,使转子上的齿与该相定子的齿对齐,令转子转动一定的角度,依次向定子绕组轮流激磁,会使。
步进电机的基本特性-静态、动态、暂态转矩特性
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步进电机的基本特性:静态、动态、暂态转矩特性步进电机的基本特性包括电机静态特性、连续运动特性(动态特性)、电机启动特性和电机制动特性(暂态特性)。
下面分别作介绍:静态转矩特性步进电机的线圈通直流电时,带负载转子的电磁转矩(与负载转矩平衡而产生的恢复电磁转矩称为静态转矩或静止转矩)与转子功率角的关系称为角度-静止转矩特性,这就是电机的静态特性。
如下图所示:因为转子为永磁体,产生的气隙磁密为正弦分布,所以理论上静止转矩曲线为正弦波。
此角度-静止转矩特性为步进电机产生电磁转矩能力的重要指标,最大转矩越大越好,转矩波形越接近正弦越好。
实际上磁极下存在齿槽转矩,使合成转矩发生畸变,如两相电机的齿槽转矩为静止转矩角度周期的4倍谐波,加在正弦的静止转矩上,则上图所示的转矩为:TL=TMsin[(θL/θM)π/2]其中TL与TM各表示负载转矩和最大静止转矩(或称把持转矩),相对应的功率角为θL和θM,此位移角的变化决定了步进电机位置精度。
根据上式得到:θL=(2θM/π)arcsin(TL/TM)PM型永磁步进电机和HB混合式步进电机的步距角θs在前面的课程中讲过即:θs=180°/PNr,角度改为机械角度(弧度),则变成下式:θs=π/(2Nr)上式Nr为转子齿数或极对数,所以两相电机θM=θs。
负载转矩为电磁转矩的负载(如弹簧力或重物的提升力等),电机如要正反向运动,会产生2θL的角度偏差,要提高位置精度,θL就要小,因此,依据式θL=(2θM/π)arcsin(TL/TM),应选择最大静止转矩Tm大、步距角θs小的步进电机,即高分辨率电机。
根据式θs=π/(2Nr)可知,要使θs越小,Nr越大越好。
另外,高分辨率的步进电机的转子结构大致分为PM型、R型、HB型三种,其中HB型分辨率最好。
由于PM型定子磁极为爪级结构的关系,定子磁极数的增加受到机械加工的限制。
HB型转子表面无齿,N极与S极在转子表面交替磁化,因此极数即为极对数Nr,同样的,转子磁极Nr的增加也受到充磁机械的限制。
步进电动机的特性步进伺服
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步进电动机的特性 - 步进伺服1、步进电机的基本特点反应式步进电动机转速只取决于脉冲频率、转子齿数和拍数,而与电压、负载、温度等因素无关。
步进电动机工作时的步数或转速既不受电压波动和负载变化的影响(在允许的负载范围内),也不受环境条件(温度、压力、冲击、和振动等)变化的影响,只与把握脉冲同步,同时,它又能依据把握的要求进行启动、停止、反转或转变速度,这就是它被广泛的应用于各种数字把握系统中的缘由。
2、距角特性距角特性是反映步进电动机电磁转矩T随偏转角变化的关系。
这一特性反映了比较电动机带负载的力量,它是电动机的最主要的性能指标之一。
步进电机的运行性能3、静特性所谓静态是指步进电动机不转变通电状态,转子不动时的状态。
步进电动机的静态特性主要指静态矩角特性和最大静转矩特性.。
1.静态矩角特性描述步进电动机静态时电磁转矩T与失调角之间关系的特性曲线称为矩角特性。
步进电动机矩角特性步进电动机最大静转矩特性2.最大静态转矩矩角特性上电磁转矩的最大值称为最大静态转矩。
它与通电状态及绕组内电流的值有关。
在肯定通电状态下,最大静转矩与绕组内电流的关系,称为最大静转矩特性。
当把握电流很小时,最大静转矩与电流的平方成正比地增大,当电流稍大时,受磁路饱和的影响,最大转矩Tmax上升变缓,电流很大时,曲线趋向饱和。
3、动特性步进电动机运行时总是在电气和机械过渡过程中进行的,因此对它的动特性有很高的要求,步进电动机的动特性将直接影响到系统的快速响应以及工作的牢靠性。
它不仅与电动机的性能和负载性质有关,还和电源的特性及通电的方式有关,其中有些因素还是属于非线性的,要进行精确的分析较为困难,通常只能接受近似的方法来争辩。
1.步进运行状态时的动特性开头时,步进电动机的矩角特性为曲线①所示,若电动机空载,则转子稳定在Ol点处。
加一个脉冲,通电状态转变,矩角特性曲线变成曲线②,转子将稳定在新的稳定点O2。
若电动机带负载,先假设负载转矩为T1,则在初始状态时电动机的稳定位置是曲线①上的01'点。
步进电机的规格参数
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步进电机的规格参数步进电机是一种将电脉冲信号转换为角度或直线位移的电机。
其规格参数可以包括以下几个方面:1.相数(Phasenumber):表示步进电机中线圈(相)的数量,常见的相数有2相和3相。
2相步进电机具有简单的控制方式,而3相步进电机具有更高的转矩和稳定性。
2.步距角(Stepangle):表示每个电脉冲引起的转子转动角度,常见的步距角有1.8度和0.9度。
步距角越小,电机的分辨率越高,但通常也伴随着较低的转矩。
3.额定电压(Ratedvoltage):表示步进电机正常工作的电源电压。
合适的额定电压能够保证电机的正常工作,过高或过低的电压都会影响电机的性能。
4.额定电流(Ratedcurrent):表示步进电机在额定电压下的工作电流。
合适的额定电流能够保证电机正常工作,并且在一定程度上影响电机的转矩和热耗散。
5.额定转矩(Ratedtorque):表示步进电机在额定电压和额定电流下的输出转矩。
额定转矩是电机设计时考虑的转矩范围,过高或过低的负载可能会使电机无法正常工作。
6.驱动方式(Drivemode):表示步进电机的驱动方式,常见的驱动方式有双相全流(FullStep)和双相半流(HalfStep)两种。
双相全流驱动方式相对简单,而双相半流驱动方式可以提供更细致的步进角细分。
7.步进角误差(Stepangleerror):表示步进电机在运动时实际步距角与理论步距角之间的误差。
步进角误差越小,电机的运动精度越高。
8.转矩波动(Torquefluctuation):表示步进电机在工作过程中转矩的波动程度。
转矩波动越小,电机的稳定性越好。
这些是步进电机常见的规格参数,根据具体的需求和应用场景,选择适合的规格参数可以达到更好的性能和效果。
步进电机的主要特性
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步进电机的主要特性
1)步距角α
每给一个脉冲信号,电机转子转过角度的理论值。
其中,m为定子相数;z为转子齿数;k为通电系数,m相m拍,k=1;m相2m拍,k=2。
α一般很小,如:3°/1.5°,1.5°/0.75°,0.72°/0.36°等
2)矩角特性、最大静态转矩Mjmax和启动转矩Mq
静态:步进电机处于通电状态,转子处在不动状态。
静态转矩Mj:在电机轴上施加一个负载转矩M,转子会在载荷方向上转过一个角度θ(失调角),转子因而受到一个电磁转矩Mj的作用与负载平衡。
矩角特性:步进电机单相通电的静态转矩Mj随失调角θ的变化曲线。
3)启动频率fq和启动时的惯频特性
启动频率或突跳频率fq:空载时,步进电机由静止突然启动并进入不丢步的正常运行状态所允许的最高频率。
高于启动频率,将不能正常起动。
启动时的惯频特性:是指电机带动纯惯性负载时启动频率和负载转动惯量之间的关系。
步进电机在带负载(尤其是惯性负载)下的启动频率比空载要低。
4)运行矩频特性
连续运行频率:步进电机启动后,其运行速度能跟踪指令脉冲频率连续上升而不丢步的最高工作频率。
其值远大于启动频率。
运行矩频特性:是描述步进电机在连续运行时,输出转矩与连续运行频率之间的关系。
【专业】步进电机的参数是什么含义?步进电机参数怎么选?步进电机选型找谁家好?
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【专业】步进电机的参数是什么含义?步进电机参数怎么选?步进电机选型找哪家好?步进电机作为一种特殊的直流电机,有些特性术语是专用的,有些人往往会有一些疑问,步进电机的参数是什么含义?步进电机的参数应该怎么样选?现在让步进电机服务专家维科特机电给您解释如下:1.保持力矩Holding torque马达在额定电流的励磁状态下,电机轴在外部扭矩作用下,开始发生角度变化的初始力矩,也称为最大静止力矩。
保持力矩是步进电机的一个主要参数指标,但不能够理解为它带负载的力矩,带负载的实际工作力矩要小于保持力矩。
2.制动力矩Detent torque马达不通电,各引线端子在开放状态,电机轴在外部扭矩作用下,开始发生角度变化的初始力矩,也称为残留力矩。
制动力矩不是信浓的管理特性参数,是一个参考参数,为了电机的平滑性好,一般不希望制动力矩大。
Speed-Torque Curve3.距频图的包含脱出力矩曲线、牵入力矩曲线等。
距频图只能够作为选型参考,驱动电路、驱动电压、励磁方式等都会影响到距频图的形状,负载的转动惯量还会影响到牵入步电机系统解决方案力矩曲线的形状,所以要综合考虑,并经过试验验证来选择合适的步进马达。
4.最大自启动频率Max no load response无负载的情况下,马达能够和步进电机输入信号同步启动、停止、反转的最大脉冲频率。
距频图的牵入力矩曲线和X轴交叉点就是最大自启动频率,高于这个频率的应用场合,电机必须分步启动。
5.脱出力矩Pull-out torque在自启动领域内启动电机,缓慢升高脉冲频率同时马达能够和步进电机输入信号同步运转的最大力矩,是电机在对应频率下的最大工作力矩,超过这个负载力矩电机就失步了。
6.牵入力矩Pull-in torque马达能够和步进电机输入信号同步启动、停止、反转的最大力矩。
7.步距角Step angle步进电机在没有细分情况下接受一个脉冲频率时转动的角度。
混合式和反应式步进电机步距角小,永磁式步进电机步距角大。
步进电机常识
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步进电机常识步进电机常识一、概述步进电机是一种精密电动装置,可将电信号转换为机械运动,直线或旋转运动都可以。
步进电机以步进角逐次驱动转子转动,每个步进角代表转子移动的最小单位。
步进电机的控制比较简单,可用于许多自动化系统中,如CNC机床、3D打印机、自动售货机、医疗设备等。
二、类型1、永磁步进电机:通过在定子上布置多个永磁体,使电子交替上翻,在转子上形成磁极,实现转动。
2、混合式步进电机:定子和转子都有磁极,在两者之间形成磁场差,通过交替激励实现转动。
三、性能参数1、步进角度:指每次步进电机转动的角度。
2、步跳精度:指步进电机转动时的精度,一般是调整电流或闭环控制实现。
3、最大转速:转子的最大转速。
4、电阻:步进电机的电阻。
常用的有单极、双极、四极等。
5、工作温度:步进电机的工作温度范围。
6、电压、电流:步进电机的额定电压和工作电流。
四、控制方式1、全步进控制:每个步进角之间都会到达目标角度,可以实现较高的准确度,但相应需要更高的驱动能力和数码控制器。
2、半步进控制:每个步进角之间的中间位置都会达到一个偏离的角度,通过半步移动实现更高的转动精度。
3、微步进控制:通过对电流进行调整,实现更小的步进角度。
五、附件1、步进电机控制器2、电机驱动器3、配合装置4、电缆连接器六、法律名词及注释1、知识产权:知识产权是指人类在创造知识、传授知识和运用知识的过程中,享有的某种权力,包括专利、商标、著作权等。
2、质量管理体系:包括质量系统、质量策划、质量控制、质量评价、质量改进等一系列质量管理活动。
3、保密协议:保密协议是由保密双方,即信息提供方和信息接收方,签署的一种协议,用于确保信息的保密性和保护知识产权。
七、可能遇到的困难及解决办法1、步进电机过热:检查工作环境温度、步进电机外观是否有损伤,调整相应的电流参数。
2、步进电机震动过大:检查工作环境、电缆是否有松动或连接有问题,调整相应的步跳精度参数。
3、步进电机驱动器故障:检查电机驱动器是否符合要求、连接是否正常、电压是否稳定等,及时更换或修理。
步进电机的特性介绍
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步进电机的基本特性下图显示了步进电机的转矩和速度之间的关系。
纵轴为转矩,横轴为脉冲频率。
脉冲频率是指驱动脉冲的频率,在步进电机中,通常使用脉冲频率pps(pulses per second,每秒脉冲数)代替频率Hz。
蓝色曲线表示步进电机的“牵入转矩特性”,黄色曲线表示步进电机的“失步转矩特性”。
下面分别介绍每个特性:牵入转矩(Pull-in Torque)特性“牵入转矩特性”也称为“启动转矩特性”,表示可以使停止状态的步进电机启动的频率(脉冲频率)与负载转矩之间的关系。
牵入转矩曲线内的区域称为“自启动区域”,是可以启动、停止和反转的区域。
另外,将负载转矩为零的频率=可以启动步进电机的极限频率称为“最大自启动频率”。
如图所示,频率越高,可启动的负载转矩越低。
失步转矩(Pull-out Torque)特性“失步转矩特性”也称为“连续特性”或“牵出转矩特性”。
表示在自启动后增加负载转矩时可以继续旋转的频率。
因此,其值高于牵入转矩特性的值。
步进电机可以连续运行的极限称为“最大连续运行频率”。
与牵入转矩特性一样,失步转矩特性也是负载转矩会随着脉冲频率的增加而降低。
保持转矩(Holding Torque)步进电机在通电状态下,在步进电机停止时即使施加外力,电机也试图通过转子与定子之间的吸引力来保持停止位置,这种保持力称为“保持转矩”。
在上图中,即工作频率(脉冲频率)为零、也就是停止状态下的转矩。
顺便提一下,步进电机的转矩之所以随着工作频率的增加而减小,是因为受绕线电感影响,电流难以在高频条件下流动。
另外,步进电机的牵入转矩特性和失步转矩特性会因励磁方法和驱动电路而异。
因此,对步进电机的特性研究中,需要进行包括驱动方法和电路在内的整体评估。
关键要点:・“牵入转矩特性”也称为“启动转矩特性”,表示可以使停止状态的步进电机启动的频率(脉冲频率)与负载转矩之间的关系。
・牵入转矩曲线内的区域称为“自启动区域”,是可以启动、停止和反转的区域。
步进电机的运行特性解读
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当负载转矩为零,且不计阻尼作用时,用外力使转子偏离稳 定平衡位置一个小角度,然后释放,则转子将在电磁转矩作 用下向稳定位置运动,形成一个自由振荡,其运动方程为:
J d = T dt
J
d 2q dt2
=
Tmax
sin
qe
qe = Zrq
J Z Tr max
d 2qe dt2
sin qe
=
0
sin qe qe
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* 反应式步进电动机运行特性
一、静态特性
静态运行是指通电状态不变,电机处于稳定状
态时的特性。
静转矩
静特性
矩角特性
静态稳定区
需要清楚的几个名称: (1)初始稳定平衡位置:指步进电动机在空载情况下,控制
绕组中通以直流电流时,转子的最后稳定位置;
(2)失调角q:指步进电动机转子偏离初始平衡位置的电角度。
A相通电,OA—d—OB—e— OB—d,此时第二个脉冲到来, 通电绕组由B相换为C相,工 作点由d移到f,由于转矩为负, 转子返向转动向O’C移动。
低频共振现象
➢脉冲频率很高时的连续运行
当控制脉冲的频率很高时, 脉冲间隔的时间很短,电机转 子尚未到达第一次振荡的幅值, 甚至还没有到达新的稳定平衡 位置,下一个脉冲就到来。此 时电机的运行已由步进变成了 连续平滑的转动,转速也比较 稳定。
由此可知,步进电动机能带的最大负载转矩要比最大静转矩 Tmax小。只有当负载转矩小于起动转矩(最大负载转矩)Tst,才 能保证电动机进行正常的步进运动。
若矩角特性为幅值相等的正弦波时,可得:
Tst
= Tmax
sin p qse 2
= Tmax
步进电机基本参数
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步进电机基本参数步进电机是一种将电脉冲信号转换为相应的机械转动的电动机。
它是一种开环控制的电动机,具有高可靠性、精确性、稳定性和高效率等特点,广泛应用于机器人、数控机床、自动化设备等领域。
步进电机的基本参数包括步距角、步距、堵转力矩、保持力矩、步进角度、步进角误差等。
1. 步距角(Step Angle):步进电机一个完整的360度旋转等于一个步距角,通常用度(°)表示。
常见的步距角有1.8度、0.9度、0.72度、0.36度等,其中1.8度最为常用。
2. 步距(Step Size):步进电机一次脉冲信号所驱动的转动角度。
步距角是步距的倒数,即步进建为1/步距角。
3. 堵转力矩(Holding Torque):即步进电机在静止状态下可以承受的最大转矩。
堵转力矩是选择步进电机的一个重要参数,决定了步进电机能否承受负载并保持位置。
4. 保持力矩(Detent Torque):在步进电机没有通电情况下,转轴被阻碍转动的力矩,也称为无动力保持力矩。
5. 步进角度(Step Angle Accuracy):步进电机的每个步进角度是否准确。
通常以百分比形式表示,如±5%。
6. 步进角误差(Step Error):步进电机在空载或负载情况下,转动一定步数后,实际位置与理论应到的位置之间的误差。
步进角误差通常由步进电机制造商提供。
除了上述基本参数外,还有一些其他重要的参数需要考虑,如电流、电阻、电感、电感电阻比等。
7. 额定电流(Rated Current):步进电机额定工作时的电流大小。
额定电流决定了步进电机的输出功率和热量产生量。
8. 电阻(Resistance):步进电机内部的绕组电阻,影响电机的电流敏感性和损耗。
9. 电感(Inductance):步进电机内部的绕组电感,与步进电机的响应速度和转速相关。
10. 电感电阻比(Inductance to Resistance ratio):电感与电阻之间的比值,反映了步进电机的电机特性。
步进电机驱动器参数原理
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步进电机驱动器参数原理1.电流参数:步进电机驱动器的电流参数是指电机正常工作时所需的驱动电流。
一般来说,步进电机的扭矩和电流成正比,当电流增大时,扭矩也会增大。
步进电机驱动器可以通过电流控制技术来控制电机的运行。
合理设定电流参数可以保证步进电机获得足够的扭矩以完成机械任务。
2.电压参数:电压参数是指步进电机驱动器的最高驱动电压。
一般情况下,步进电机驱动器的输出电压应该小于或等于电机的额定电压,以保证电机工作的安全性和稳定性。
电压参数的设定应该考虑到电机的额定电压以及实际工作情况。
3.细分参数:细分参数是指步进电机驱动器对一个步距角的分割数。
细分参数越高,步进电机在相同的步距角下运动越精细,控制分辨率越高。
细分技术可以提高步进电机的位置控制精度,并减小振动和噪音。
4.步距角参数:步距角参数是指步进电机转动一步所需的脉冲数。
步距角是步进电机最小的工作单位,决定了电机运动的精度和分辨率。
通常步距角可以通过驱动器的输入或者软件进行设置。
5.步进角分辨率参数:步进角分辨率是指步进电机的位置控制精度,可以通过细分技术来提高。
步进角分辨率越高,步进电机运动的精度越高,位置控制越精准。
在步进电机驱动器参数设置的过程中,需要根据具体步进电机的额定工作电压和电流来确定合适的驱动参数。
过高或过低的电压和电流参数都会对步进电机的工作效果产生影响。
总之,步进电机驱动器参数原理是指通过设置电流、电压、细分、步距角和步进角分辨率等参数,来控制步进电机的转动精度和位置控制精度。
通过合理的参数设定,可以实现步进电机的稳定工作和精准控制。
步进电机最重要的参数
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步进电机最重要的参数1、步进角:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它所驱动步进电机按设定的方向转动的一个固定角度。
2、保持转矩(HOLDING TORQUE):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。
3、 DETENT TORQUE: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。
4、精度:一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
5、空载启动频率: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)。
6、四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接:四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。
串联接法一般在电机转速较的场合使用,此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍,因而电机发热小;并联接法一般在电机转速较高的场合使用(又称高速接法),所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍,因而电机发热较大。
7、纹波电压:纹波电压一般是指直流电源输出端含有交流电压是多少V,属称纹波电压或纹波系数。
步进电机的性能指标
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步进电机的性能指标
1.单相通电的矩角特性(静态矩角特性)当步进电机不转变通电状态时,转子不动,电动机轴上增加一个负载转矩,使转子按肯定方向转一个角度,此时转子所收的电磁转矩成为静态转矩。
2.起动力矩是使步进电动机能够由静止定位状态不失步地起动,并进入正常运行的力矩。
3.空载和负载启动频率,空载时步进电动机由静止突然启动,并不失步地进入稳速运行所允许的最高频率称为最高启动频率。
启动频率与负载转矩有关。
负载转矩越大,所允许的最大启动频率越小。
选用步进电动机时应使实际应用的启动频率与负载转矩所对应的启动工作点位于该曲线之下,才能保证步进电动机不失步地正常启动。
当伺服系统要求步进电动机的运行频率高于最大允许启动频率时,可先按较低的频率启动,然后按肯定规律渐渐加速到运行频率。
4.动态转矩和矩频特性,步进电动机起动后,其转速将跟随掌握脉冲频率连续上升而不失步的掌握脉冲的最高频率称为连续运行频率的最高工作频率。
步进电动机的连续运行频率随负载的增大而下降,但步进电动机连续运行频率远高于其起动频率。
5.步距精度。
我国生产的步进电动机的步距精度一般在±10~±30分的范围,有些可达±2~±5分。
1。
步进电机的运行特性分析
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动,保证转子能不失步正常运行的最高脉冲频率称为启动频率。
启动频率因负载不同而异。负载启动频率fq比空载启动频率 fost大很多。因此,在选用电动机时应该注意到这一点,启动
频率反映了步进电机跟踪的快速性。
4)精度
精度是用一周内最大的步距角误差值表示的。
五、脉冲信号的频率对电机运行的影响
当脉冲信号频率很低时,控制脉 冲以矩形波输入,电流波形比较接近 于理想的矩形波;
随着脉冲信号频率增高,由于电 动机绕组中的电感有阻止电流变化的 作用,因此电流波形发生畸变,频率 越高,畸变越严重。如图所示,
如果脉冲频率过高,电流还来不 及上升到稳定值I 就开始下降,于是, 电流的幅值降低(由I下降到I’),因而 产生的转矩减小,致使带负载的能力 下降。故频率过高会使步进电动机启 动不了或运行时失步而停下。因此, 对脉冲信号频率是有限制的。
二、步进电机的矩角特性
1、概念 矩角特性又称静态特性,指绕组中电流恒定,使转子处在各个 不同位置且固定不动时电磁转矩随偏转角(电角度θe)的变化 关系。
定子一相绕组通以直流电后, 如果转子上没有负载转矩的作 用,转子齿和通电相磁极上的 小齿对齐,这个位置称为步进 电动机的初始平衡位置。如图 所示:
3、矩角特性曲线
1)最大静转矩Tsmax 2)TL<(0.3~0.5) Tsmax
三、单步运行特性
1、单步运行: 每施加一个控制脉冲,改变一次通电状态。
1)静稳定区(-π,π)
2)动稳定区
(-π+θbe , π+θbe)
3)稳定运行条件
b
-π+θbe <θ<π+θbe
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1.步距误差
是指空载时实测的步距角与理论的步距角之差。
它反映了步进电动机角位移的精度。
国产步进电动机的步距误差一般在±10′~±30′范围内,精度较高的步进电动机可达±2′~±5′。
2.最大静转矩
是指步进电动机在某相始终通电而处于静止不动状态时,所能承受的最大外加转矩,亦即所能输出的最大电磁转矩。
它反映了步进电动机的制动能力和低速步进运行时的负载能力。
3.启动矩频特性
是指步进电动机在有外加负载转矩时,不失步地正常启动所能接受的最大阶跃输入脉冲频率(又称启动频率)与负载转矩的对应关系。
4.启动惯频特性
是指步进电动机带动纯惯性负载启动时,启动频率与转动惯量之间的关系。
5.运行矩频特性
是指步进电动机运行时,输出转矩与输入脉冲频率的关系。
选用步进电动机时,应使实际应用的运行频率与负载转矩所对应的运行工作点位于运行矩频特性之下,才能保证步进电动机不失步地正常运行。
6.步进运行和低频振荡
当输入脉冲频率很低时,脉冲周期如大于步进电动机的过渡过程时间,步进电动机就会处于一步一停的运行状态,这种运行状态称为步进运行。
步进电动机都有一较低的固有频率,当步进运行频率或低速运行频率与该固有频率相等或接近时,就会产生共振,使步进电动机振荡不前,这种现象称为低频振荡。
避免低频振荡的现象发生采用的方法:
一种是使运行频率避开固有频率,二是前一方法不允许时,可通过调节步进电动机上的阻尼器来改变固有频率。
7.最大相电压和最大相电流
分别是指步进电动机每相绕组所允许施加的最大电源电压和流过的最大电流。