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運動控制--步進電機原理

2022年01月31日 10:38:18人氣：119來源：北京根德科貿集團

　　運動控制--步進電機原理

　　步進電機作為履行元件，是機電一體化的要害產品之一, 廣泛運用在各種自動化操控系統(tǒng)中。跟著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電

　　機的需求量日積月累，在各個國民經(jīng)濟領域都有運用。

　　步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的履行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向滾動一個固定

　　的視點(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的視點一步一步工作的。可以經(jīng)過操控脈沖個數(shù)來操控角位移量，然后到達準確定位的意圖；一

　　起可以經(jīng)過操控脈沖頻率來操控電機滾動的速度和加快度，然后到達調速的意圖。步進電機可以作為一種操控用的特種電機，運用其沒有堆

　　集差錯(精度為99%)的特色，廣泛運用于各種開環(huán)操控。

　　現(xiàn)在比較常用的步進電機包含反應式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相式步進電機等。

　　永磁式步進電機一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；

　　反應式步進電機一般為三相，可完成大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振蕩都很大。反應式步進電機的轉子磁路由軟磁資料制

　　成，定子上有多相勵磁繞組，運用磁導的改動發(fā)生轉矩。

　　混合式步進電機是指混合了永磁式和反應式的長處。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種

　　步進電機的運用廣泛，也是本次細分驅動方案所選用的步進電機。

　　步進電機的一些基本參數(shù)：

　　電機固有步距角：

　　它表明操控系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所滾動的視點。電機出廠時給出了一個步距角的值，如86BYG250A型電機給出的值為0.9

　　°/1.8°(表明半步作業(yè)時為0.9°、整步作業(yè)時為1.8°)，這個步距角可以稱之為‘電機固有步距角’，它不必定是電機實際作業(yè)時的真實步距

　　角，真實的步距角和驅動器有關。

　　步進電機的相數(shù)：

　　是指電機內部的線圈組數(shù)，現(xiàn)在常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機的步距角

　　為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿意自己步距角的

　　要求。假如運用細分驅動器，則‘相數(shù)’將變得沒有意義，用戶只需在驅動器上改動細分數(shù)，就可以改動步距角。

　　堅持轉矩(HOLDING TORQUE)：

　　是指步進電機通電但沒有滾動時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，一般步進電機在低速時的力矩挨近堅持轉矩

　　。因為步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而改動，所以堅持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)

　　之一。比如，當人們說2N.m的步進電機，在沒有特別說明的情況下是指堅持轉矩為2N.m的步進電機。

　　DETENT TORQUE：

　　是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。DETENT TORQUE 在國內沒有一致的翻譯方法，容易使我們發(fā)生誤解；因為

　　反應式步進電機的轉子不是永磁資料，所以它沒有DETENT TORQUE。

　　步進電機的一些特色：

　　1.步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。

　　當步進電機滾動時，電機各相繞組的電感將構成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的效果下，電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小，然后導致力矩下降。

　　2.步進電機低速時可以正常工作,但若高于必定速度就無法發(fā)動,并伴有嘯叫聲。

　　步進電機有一個技術參數(shù)：空載發(fā)動頻率，即步進電機在空載情況下可以正常發(fā)動的脈沖頻率，假如脈沖頻率高于該值，電機不能正常發(fā)動，可能發(fā)生丟步或堵轉。在有負載的情況下，發(fā)動頻率應更低。假如要使電機到達高速滾動，脈沖頻率應該有加快進程，即發(fā)動頻率較低，然后按必定加快度升到所希望的高頻(電機轉速從低速升到高速)。

　　3.一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。

　　4.步進電機表面答應的溫度。

　　步進電機溫度過高首要會使電機的磁性資料退磁，然后導致力矩下降乃至于失步，因而電機表面答應的溫度應取決于不同電機磁性資料的退磁點；一般來講，磁性資料的退磁點都在攝氏130度以上，有的乃至高達攝氏200度以上，所以步進電機表面溫度在攝氏80-90度*正常。

關鍵詞：步進電機步進驅動器混合式步進電機驅動器五相步進電機

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