步进电机基本原理-第一节
步进电机及驱动器原理知识【知识讲解】课件
步进电机在医疗设备领域的应用逐渐增多,如手 术机器人、诊断设备和康复设备等。
智能家居
步进电机在智能家居领域的应用也日益广泛,如 智能门锁、智能窗帘和智能照明等。
无人机和机器人
步进电机在无人机和机器人领域的应用也取得了 重要进展,如飞行控制系统和机械臂等。
对未来发展的展望
1 2 3
创新驱动 未来步进电机的技术发展将更加依赖于创新驱动, 包括新材料、新工艺和新技术的应用。
在机器人领域的应用
关节驱动
步进电机常用于机器人的 关节驱动,实现机器人的 各种复杂动作和姿态。
移动机构
步进电机可以驱动机器人 的移动机构,实现机器人 在各种地形和环境中的稳 定行走。
操控手部
步进电机可以用于机器人 的手部操作,实现抓取、 搬运和操作等动作的精确 控制。
在其他领域的应用
医疗器械
航空航天
查并紧固相关部件。
过热或冒烟
可能是由于电机过载、电源电 压过高或驱动器故障,需要检 查电机负载、电源电压和驱动 器状态。
噪声或异响
可能是由于轴承磨损、齿轮损 坏或其他机械故障,需要检查 并更换相关部件。
不通电或无响应
可能是由于电源故障、接线不 良或驱动器故障,需要检查电
源、接线和驱动器状态。
05
步进电机发展趋势
驱动器的选择
根据电机类型选择
不同类型的步进电机需要选择相 应的驱动器,例如直流步进电机 需要选择直流步进电机驱动器, 交流步进电机需要选择交流步进
电机驱动器。
根据控制系统选择
不同的控制系统需要选择相应的 驱动器,例如PLC控制系统需要 选择与PLC控制系统兼容的驱动
器。
根据性能要求选择
步进电机-课件
2023年11月10日
第29页
§11.3 步进电动机
①运行矩频特性
2023年11月10日
矩频特性---电机连续转动
时所产生的最大输出转矩T与f
两者间的关系。
当控制脉冲频率增加,电 机转速升高时,步进电动机所 能带动的最大负载转矩值将逐 步下降。主要原因是定子绕组 电感的影响。因步进电机每相 绕组是线圈,而电感有延缓电 流变化的特性。
2023年11月10日
第9页
§11.3 步进电动机
A相通电时定、 转子齿的相对位置
A、 B两相通电时定、 转子齿的相对位置
2023年11月10日
第10页
§11.3 步进电动机
3、基本特点 (1) 步进电动机工作时,每相绕组由专门驱动电源通过
“环形分配器”按一定规律轮流通电。如三相双三拍运行的 环形分配器输入是一路,输出有A、B、C三路。若开始是A、 B这两路有电压,输入一个控制脉冲后就变成B、C这两路有 电压,再输入一个脉冲变成C、A这两路有电压,再输入一 个电脉冲变成A、B这两路有电压了。环形分配器输出的各 路脉冲电压信号,经过各自的放大器放大后送入步进电动机 的各相绕组,使步进电动机一步步转动。
2023年11月10日
第11页
§11.3 步进电动机
电 路 图
三相双三拍 运行各相控 制电压波形 控制方框图
2023年11月10日
第12页
§11.3 步进电动机
(2)步距角--每输入一个脉冲电信号转子转过的角度,用
θb表示。当电机按四相单四拍运行--A-B-C-D-A…… 顺序
通电时,换接一次绕组,转子转过的角度为1/4齿距角;转 子需要走4步,才转过一个齿距角。当四相八拍运行--AAB-B-BC-C-CD-D-DA……顺序通电时,换接一次绕组, 转子转过的角度为1/8齿距角;转子需要走8步才转过一个
步进电机及其工作原理1ppt课件
θb = m* Z*C
式中:m -定子相数
2
A A
1
4
2
Z - 转子齿数
3
C -通电方式
A
C = 1 单相轮流通电、双相轮流通电方式
C = 2 单、双相轮流通电方式
制作:张津
常用步进电机的步距角 常用步进电机的定子绕组多数是三相和五相, 与此相匹配
的转子齿数分别为40齿和48齿,即有 三相步进电机:
1. 脉冲混合电路 将脉冲进给、手动进给、手动回原点、误差补偿等混合
为正向或负向脉冲进给信号 2. 加减脉冲分配电路
将同时存在正向或负向脉冲合成为单一方向的进给脉冲
制作:张津
步进电机的驱动控制
3. 加减速电路 将单一方向的进给脉冲调整为符合步进电机加减速特性
的脉冲,频率的变化要平稳,加减速具有一定的时间常数。 4. 环形分配器
单双相轮流通电(M相2M拍) 顺时针轮回 A→AB→B→BC→C→CA→A 逆时针轮回 A→AC→C→CB→B→BA→A
制作:张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序: A→B→C→A
转子旋转方向: 顺时针
步距角:
θb = 60°
A
A
1
B
1 2
2
B
A
A
C
B
1 2
1 2
C A 60°
2 B
A
A
C
B
60° 1 2
1 2
60°
B
C
B
A
制作:张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序: A→AB→B→BC→C→CA→A
步进电机(步进电机的工作原理)课件
THANK YOU
步进电机(步进电机的工作 原理)课件
目 录
• 步进电机简介 • 步进电机的工作原理 • 步进电机的驱动电路 • 步进电机的性能参数 • 步进电机的发展趋势与未来展望 • 案例分析
01
步进电机简介
步进电机的定义
步进电机是一种将电脉冲信号转换成 角位移或线位移的开环控制电机。
步进电机通过不断接收电脉冲信号来 连续转动,从而实现精确的定位和速 度控制。
脉冲信号
驱动器接收脉冲信号后,根据脉 冲信号的频率和相位控制步进电
机的转动速度和方向。
电流控制
驱动器通过控制电流的大小和方 向,实现步进电机的转动。
驱动电路的优化设计
减小体积
优化电路板布局和元件 选择,减小驱动电路的 体积,方便安装和使用
。
提高效率
优化电源设计和元件选 择,提高驱动电路的效
率,减少能源浪费。
速度测试
通过转速计测量步进电机在动态条件 下的转速表现。
响应时间测试
通过计时器测量步进电机从静止到设 定转速以及从设定转速到静止所需的 时间。
效率测试
通过测量步进电机在额定负载下的输 入功率和输出功率,计算其效率表现 。
05
步进电机的发展趋势 与未来展望
步进电机的发展趋势
小型化与集成化
随着技术的进步,步进电机正朝着更小尺寸和更高集成度 的方向发展。这使得步进电机在许多应用中成为更优选择 ,特别是在空间受限的场景中。
用于工件的精确加工和定位。
机器人
用于机器人的关节驱动和定位 。
自动化生产线
用于自动化设备的驱动和控制 。
医疗器械
用于医疗设备的驱动和控制, 如CT机、核磁共振仪等。
步进电机及其工作原理课件
优化电机设计,提高电机的效率和功 率密度,以降低能耗和提高工作效率。
智能化、网络化的趋势
集成传感器和控制系统,实现电机状态的实时监测和自动 调整。
通过互联网和无线网络实现远程监控和控制,提高生产效 率和设备利用率。
新材料、新工艺的应用
步进电机的效率与发热
效率(Efficiency)
步进电机在工作过程中,输出功率与输入功率的比值,反映了电机的能量利用效 率。
发热(Heat Generation)
由于线圈电阻以及铁芯的磁滞、涡流等损失,步进电机在工作过程中会产生热量, 需要采取散热措施以防止过热。
05
步机的展 与展望
高精度、高效率的追求
摄影和摄像设备
用于云台的控制和调整。
02
步机的工作理
步进电机的结构
步进电机主要由定子和转子组成。定子通常由一系列的磁极组成,而转 子则由一系列的导电材料组成,这些导电材料在磁场的作用下会产生转 矩,从而驱动转子转动。
步进电机的磁极通常有四个、六个或八个,这些磁极按照一定的顺序排 列,形成不同的磁场分布。
步机及其工作理
• 步进电机简介 • 步进电机的工作原理 • 步进电机的驱动电路 • 步进电机的性能参数 • 步进电机的发展趋势与展望
01
步介
步进电机的定义
01
步进电机是一种将电脉冲信号转 换成角位移或线位移的机电元件, 其转动角度或转动圈数与输入的 脉冲数呈线性关系。
02
步进电机由转子、定子和控制电 路组成,转子通常由永磁体构成, 定子则由线圈绕组构成。
03
步机的路
驱动电路的组成
电源
步进电机工作原理
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或者线位移的机电元件。
步进电动机的输入量是脉冲序列,输出量则为相应的增量位移或者步进运动。
正常运动情况下,它每转一周具有固定的步数;做连续步进运动时,其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。
由于步进电动机能直接接受数字量的控制,所以特殊适宜采用微机进行控制。
图1 三相反应式步进电动机的结构示意图1 ——定子2——转子3——定子绕组{{分页}}图1 是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。
机电的定子上有六个均布的磁极,其夹角是60º。
各磁极上套有线圈,按图1 连成A、B、C 三相绕组。
转子上均布40 个小齿。
所以每一个齿的齿距为θ E=360º/40=9º,而定子每一个磁极的极弧上也有5 个小齿,且定子和转子的齿距和齿宽均相同。
由于定子和转子的小齿数目分别是30 和40,其比值是一分数,这就产生了所谓的齿错位的情况。
若以A 相磁极小齿和转子的小齿对齐,如图1,那末B 相和C 相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距,即3º。
因此,B、C 极下的磁阻比A 磁极下的磁阻大。
若给B 相通电,B 相绕组产生定子磁场,其磁力线穿越B 相磁极,并力图按磁阻最小的路径闭合,这就使转子受到反应转矩(磁阻转矩) 的作用而转动,直到B 磁极上的齿与转子齿对齐,恰好转子转过3º;此时A、C 磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。
接着住手对B 相绕组通电,而改为C 相绕组通电,同理受反应转矩的作用,转子按顺时针方向再转过3º。
挨次类推,当三相绕组按A一B一C一A 顺序循环通电时,转子会按顺时针方向,以每一个通电脉冲转动3º的规律步进式转动起来。
若改变通电顺序,按A一C一B一A 顺序循环通电,则转子就按逆时针方向以每一个通电脉冲转动3º的规律转动。
因为每一瞬间惟独一相绕组通电,并且按三种通电状态循环通电,故称为单三拍运行方式。
步进电机基本原理讲解
步进电机基本原理讲解步进电机是一种特殊类型的电机,主要通过数字控制来完成精密转动和定位。
步进电机可以实现非常精确的运动控制,广泛应用于各种设备和机器人系统中。
本文将介绍步进电机的基本原理和工作方式。
1. 步进电机的构成步进电机基本上由两部分组成:转子和定子。
转子是电机旋转的部分,它由可旋转的磁极和磁性材料组成。
定子是电机静止的部分,它由电枢线圈和永磁体组成。
2. 步进电机的工作原理步进电机是通过不断改变电流方向来实现旋转的。
电流会产生磁场,当磁场和永磁体相互作用时,就会形成旋转力。
步进电机通过改变电流来控制磁场和旋转力。
步进电机的运行速度由提供的电压和电流控制。
步进电机驱动器会根据设定值改变电流方向和大小,控制电机旋转的速度和方向。
每次改变电流方向都会使电机旋转一个步距,所以步进电机转动的角度可以精确地控制,从而可以精确定位。
3. 步进电机的工作方式步进电机工作时,一般驱动器会按照指定的步进角度进行操作。
步进角度可以是1.8度、0.9度、0.45度或更小。
启动电机时,驱动器会向电机提供电压和电流,控制转子旋转。
控制电流方向和大小可确定电机的转角和速度。
这是一个相对精确的过程,因为每次改变电流方向都会使电机旋转一个步距,因此可以准确控制步进电机的位置和速度。
步进电机通常使用双极性或四极性驱动,也就是说,每次驱动电机时,都会使电机旋转两个或四个步数。
双极性驱动需要两个控制信号,而四极性驱动则需要四个。
四极性驱动具有更高的分辨率和精度,因为旋转步数更小,但也需要更复杂的控制。
4. 步进电机的应用步进电机常用在需要准确控制位置和速度的系统中。
例如精密仪器和设备、电子石英钟、纺织机、数控机床、打印机和绘图仪等。
步进电机还广泛用于机器人领域,包括自动化制造和堆垛机器人、医疗器械和照片扫描仪等。
在自动化制造行业中,步进电机可以帮助机器人、自动化设备和其他工业设备实现非常精确的位置和速度控制。
步进电机也可以在汽车发动机和机器人手臂等可更换关键零部件中使用,以便进行快速、准确的位置定位。
第07章步进电动机PPT课件
(a) A、B相通电 第(b)6页B、/共C相61通页电 (c) C、A相通电
第七章 步进电动机
3. 三相六拍通电方式
15 o
15 o
A
A
A
Z
1
Y
4
2
B
3
C
Z
1
Y
2 4
B
3
C
Z
1
4
B
Y
2
3
C
X
(a)
15 o
A
Z
1
2
4
3
B
15 o Y
Z
CB
X
X
(b)
(c)
A
A
Z
2
Y 15o
2
Y
1 3
1 3
4
CB
b
1 6
t
1.2o
-9-
C
B
A
2
3t
1
3t
0
(a)
C
B
A
1
3t
0
1
3t
(b)
C
B
A
0
1
3t
2
3t
(c)
图7-7 步进电动机定、转子齿的相对位置
第9页/共61页(a) A相通电 (b) B相通电 (c) C相通电
第七章 步进电动机
三、步距角和转速的计算
若转子齿数为ZR,转子相邻两齿间的夹角,即齿距 角为
TeB
Tem
s in( e
2π ) 3
(7-8)
这样,当A、B两相同时通电时,合成的电磁转矩为
TeAB
TeA
TeB
Tem
步进电机的工作原理
1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。
只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c 所示:a. 单四拍b. 双四拍c八拍51单片机驱动步进电机的方法。
驱动电压12V,步进角为7.5度. 一圈360 度, 需要48 个脉冲完成该步进电机有6根引线,排列次序如下:1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、5:黄色、6:黑色。
采用51驱动ULN2003的方法进行驱动。
ULN2003的驱动直接用单片机系统的5V电压,可能力矩不是很大,大家可自行加大驱动电压到12V。
1.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、停止的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的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
步进电机的工作原理ppt课件
360 ZrN
如:Zr=40 ,
N:一个周期的运行拍数,即通电
状态循环一周需要改变的次数
Zr:转子齿数
N=3 时
S
360 3 403
1 单拍制
拍数:N=km
m:相数
k= 2 双拍制
转速
每输入一个脉冲,电机转过
S
360 ZrN
即转过整个圆周的1/(ZrN), 也就是1/(ZrN)转
因此每分钟转过的圆周数,即转速为
步进电动机结构
步进电机主要由两部分构成:定子
和转子。它们均由磁性材料构成
。定、转子铁心由软磁材料或硅
钢片叠成凸极结构,定、转子磁
极上均有小齿,定、转子的齿数
相等。其中定子有六个磁极,定子
定子磁极上套有星形连接的三相
控制绕组,每两个相对的磁极为
一相,组成一相控制绕组,转子上
没有绕组。转子上相邻两齿间的
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
A
B'
C'
C
B
A'
CA通电
工作方式为三相双三 拍时,每通入一个电 脉冲,转子也是转
30,即 S = 30。
以上三种工作方式,三相双三拍和三相单双六 拍较三相单三拍稳定,因此较常采用。
步距角 步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距 角。
S
步进电机的种类:
通常按励磁方式分为三大类: 1)反应式:转子无绕组,定转子开小齿、步距小。应 用最广。 2)永磁式:转子的极数=每相定子极数,不开小齿, 步距角较大,力矩较大。 3)感应子式(混合式): 开小齿,混合反应式与永磁 式优点:转矩大、动态性能好、步距角小。
步进电机基本原理讲解
步进电机基本原理讲解步进电机是一种常见的电机类型,它被广泛地应用于各种控制系统中,比如机床、自动控制设备等。
在控制系统中,步进电机能够通过机电-电机转换,带动机械执行机构实现工作。
步进电机与其他电机的最大区别是,它可以通过步进角度控制器实现精确的位置控制,这是同步马达等其他电机无法做到的。
步进电机基本工作原理步进电机的工作原理简单来讲就是根据电流方向的改变,产生强烈的磁力,从而带动转子的转动。
步进电机的机构是由转子和定子构成的,定子包含两个磁场,一个是固定的,称为主磁场,另一个则可根据电流方向的改变而变化,称为励磁磁场。
转子是由永磁体或同样有磁性的材料制成的。
根据不同类型的步进电机,它们由不同数量的极数和磁阻曲线组成。
在输入电流时,这些磁阻曲线随着电流的变化而改变,在电机内部不停生成旋转的磁场,从而带动转子旋转。
步进电机的控制基本原理在控制步进电机时,需要一个步进角度控制器,用于改变电流的方向和大小。
一般来说,控制器会将输入的数字信号转换成逻辑信号,再根据信号的逻辑状态向电机输出不同的电流,从而控制电机的转动。
这种控制方式又叫做开环控制,因为在控制步进电机时无法直接获取电机的位置信号,需要通过步进角度的控制来达到精确的位置控制。
步进电机的优点和缺点典型的优点是步进电机可实现高精度的位置控制和常规电机相比更安静的运转。
步进电机也不太容易故障,而且有多种控制方式和多种类型的电机可供选择,以适应不同的应用需要。
如果需要进行高速和重复性运动,步进电机也是很好的选择。
然而,步进电机在低速运动时呈现出支付得降低的特点,因为它只在输入系统获得相应的指令前向前移动一小步。
另外,步进电机的输出功率也有限,因此只能用于不需要特别大的动力输出的应用。
此外,步进电机的控制也相对复杂,需要调试和配置。
总结步进电机是一种广泛应用的电机类型,具有精确定位、静音等优点,同时也有一些限制。
在控制步进电机时,需要了解它的基本原理及其控制方式,这对于在控制系统中使用步进电机是非常必要的。
步进电机及其工作原理PPT
转子旋转方向: 顺时针
步距角: θb=15°
A
15° A
A
15° 2
1
C
C
1B
4
4 2
3
C
3
C
1
4
2
3
A
A
A
C
B
15°
A
15°
C
B
C
B
1 2
4
3
1 2
4 3
1
4
2
3
B
C
B
B A
制作:张津
步距角:
步进电机的定子绕组每改变一次通电状态,转子转过
的角度称步距角。
A
♠ 转子齿数越多,步距角θ b 越小
1
♠ 定子相数越多,步距角θ b 越小 ♠ 通电方式的节拍越多,步距角 θ b 越小
B
1
2
2
A
A
C
B
2
B A
C
B
B
A
C
B
1 2
1
2
1 2
30°
30°
C A
C
B
C
制作:张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序: A→AC→C→CB→B→BA→A
转子旋转方向:逆时针
步距角: θb=30°
30°
A
A
A
C
C
1
B
1
1
C
A
C
B
2C A
C
B
2
A A
C
B
2
2
1 2
1 2
1
B
步进电机及其工作原理课件
制作:张津
步进电机外形结构
常见步进电机外形构造
制作:张津
步进电机内部结构
制作:张津
步进电机内部结构
步进电机的内部构造
制作:张津
步进电机分类
按照力矩产生原理分类 —— 激磁式 反应式 混合式 按照定子数目分类 —— 单定子 双定子 多定子 按照定子励磁相数分类 —— 三相 四相 五相 六相 按照各相绕组的分布规律分类 —— 径向分相 (垂轴式) 轴向分相 (顺轴式)
制作:张津
1- 线圈 2- 定子 3-转子
三段式(三定子)轴向分相步进电机
制作:张津
单段反应式步进电机
制作:张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 内部结 构
A
C
B
B
C
A
反应式步进电机的内部结构横剖面示意图
制作:张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 磁场形
成
A
C
N
B
C
B
S
A
A相定子绕组通电形成磁场
4
2
3
C -通电方式
A
C = 1 单相轮流通电、双相轮流通电
方式
C = 2 单、双相轮流通电方式 制作:张津
常用步进电机的步距角 常用步进电机的定子绕组多数是三相和五相, 与
此相匹配的转子齿数分别为40齿和48齿,即有 三相步进电机:
θb = 360° 360° 3° (1.5° )
m* Z * C 3* 40* 1(2)
双相轮流通电(M相双M拍) 顺时针轮回 AB→BC→CA→AB 逆时针轮回 BA→AC→CB→BA
单双相轮流通电(M相2M拍) 顺时针轮回 A→AB→B→BC→C→CA→A 逆时针轮回 A→AC→C→CB→B→BA→A
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
步进电机的基本原理
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。