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步進(jìn)電機(jī)基本知識(shí)問(wèn)答
1.步進(jìn)電機(jī)的"保持轉(zhuǎn)矩"和"定位轉(zhuǎn)矩"有何不同?
保持轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組通電額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時(shí)，電機(jī)所能輸出的zui大轉(zhuǎn)矩，是電機(jī)選型時(shí)zui重要的參數(shù)之一。定位轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組不通電且處于開(kāi)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)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)矩。星否存在定位轉(zhuǎn)矩是混合式步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的重要標(biāo)志。
2.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)部都是有鐵心和繞組線圈的。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咸正比，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℃以±）才會(huì)被破壞。所以只要內(nèi)部不超過(guò)130℃， 電機(jī)不會(huì)損環(huán)，而這時(shí)表面溫度會(huì)在90℃以下。所以，步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70C℃—80℃都是正常的簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量方法有用測(cè)溫計(jì)的也可以粗略判斷月手可以觸摸1~2s以上， 不超過(guò)60℃，用手只能碰一下． 大約在70℃一80℃，滴幾滴水迅速氣化，則90℃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)升局，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)納發(fā)熱是二者之和，所以上述只是一般情
（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)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。又如有些組合不允許電機(jī)扣過(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）減少電機(jī)的發(fā)熱措旆
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，后者于脆將電流切斷。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，噪聲等指標(biāo)。
3.交流伺服電機(jī)的工作原理是什么？
伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)于是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)gS控制的u／V／W三相電形成電磁場(chǎng) 轉(zhuǎn)子在此礤場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值
與目標(biāo)值進(jìn)行比較 調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度{線數(shù)）。兩相電機(jī)和四相電機(jī)有何不同?真正的兩相步進(jìn)電機(jī)在定子上只有2個(gè)繞組，有4相出線，一
般整步步距角為1.8',半步為o。9”。在驅(qū)動(dòng)器中，只要對(duì)兩相繞組電流通斷和電流方向進(jìn)行控制就可以了。而4相步進(jìn)電機(jī)在定子上有四個(gè)繞組，有8根出線，整步為O.9'，半步為0.45' ．不過(guò)在驅(qū)動(dòng)器中需要?jiǎng)?個(gè)繞組進(jìn)行控制， 電路的復(fù)雜性和成本都明顯增加。所以一般我們都選擇兩相電機(jī)配兩相驅(qū)動(dòng)器．如果需要更小的步距角，可以采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。不過(guò)細(xì)心的用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，四通電機(jī)公司生產(chǎn)的電機(jī)稱為兩相，實(shí)際有兩相4線的，也有四相日線的；驅(qū)動(dòng)器中有兩相的卻沒(méi)有四相的。這是因?yàn)椋南嗬@組兩兩并聯(lián)或串聯(lián)后
就成為兩相繞組，這樣四相電機(jī)就變成兩相電機(jī)了，而串聯(lián)和并聯(lián)會(huì)帶來(lái)電機(jī)．的繞組電阻和電感的成倍變化．從而帶來(lái)電機(jī)運(yùn)行性能的明顯變化。一般來(lái)說(shuō)，并聯(lián)使用時(shí)，
電機(jī)有較好的加速性能．高速力矩保持得好，但是電機(jī)需要輸入2倍‘額定電流的電流．發(fā)熱較大．對(duì)驅(qū)動(dòng)器輸出能力的要求相應(yīng)提高；而在串聯(lián)使用時(shí)，電機(jī)有較好的低速穩(wěn)定性，噪聲和發(fā)熱較小，對(duì)驅(qū)動(dòng)器要求不高 但是高速力矩?fù)p失較大。四通提供的驅(qū)動(dòng)器全部呈兩
相的，所以電機(jī)也必須改接咸兩相使用。這就是為什么我們往往要問(wèn)客戶電機(jī)，希望接成串聯(lián)的還是并聯(lián)的。過(guò)去我們的8線電機(jī)標(biāo)成四相，但是經(jīng)常造成客戶誤會(huì)．認(rèn)為四相電機(jī)．和兩相驅(qū)動(dòng)器不匹配,為了減少類似麻煩，后來(lái)將電機(jī)均標(biāo)成兩相的了。所以，我們有晌簡(jiǎn)單
回答這個(gè)問(wèn)題 兩相電機(jī)．和四相電機(jī)實(shí)質(zhì)上是一回事。兩相和五相的混合式步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合有何一般來(lái)說(shuō)．兩相電機(jī)，步距角大．高速特性好，但是存在低速振動(dòng)區(qū)。而五相電機(jī)步距角小，低速運(yùn)行平穩(wěn)，所以，在劉電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度要求較高，且主要在中低速段（一般低于日OOr／min） 的場(chǎng)合應(yīng)選用五相電機(jī)．；反之，若追求電機(jī)的
高速性能，劉精度及平穩(wěn)性無(wú)太多要求的場(chǎng)合應(yīng)選用成本較低的兩相電機(jī)。另外．五相電機(jī)的力矩通常在2NM以上，對(duì)小力矩的應(yīng)用，一般采用兩相電機(jī)，而低速平穩(wěn)性的問(wèn)題可以通過(guò)采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的方式解決。如何控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?當(dāng)您的控制韶（上位機(jī)）發(fā)出的是雙脈沖[即正負(fù)脈沖）或脈沖信號(hào)的幅值不匹配時(shí)，需要用我們的信號(hào)模塊轉(zhuǎn)換為5V單脈沖（脈：中加方向）。
（1）輸入為雙脈沖
信號(hào)模塊的撥碼開(kāi)關(guān)應(yīng)撥到·雙脈：中·位置。當(dāng)發(fā)正脈；中的，電機(jī)正轉(zhuǎn)； 當(dāng)發(fā)負(fù)脈沖的，電機(jī)反轉(zhuǎn)。正負(fù)脈沖不可同時(shí)給，具體時(shí)序可參照信號(hào)模塊說(shuō)明書(shū)。
（2）輸入為單脈沖
信號(hào)模塊的撥碼開(kāi)關(guān)應(yīng)撥到單脈沖”位置。當(dāng)有脈沖輸出時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。改變方向信號(hào)的高低電平可改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。具體時(shí)序可參照信號(hào)模塊說(shuō)明書(shū)。伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)相比，有何優(yōu)勢(shì)?和步進(jìn)電機(jī)相比，伺服電機(jī)．有
以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
（1）實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制．克服了步進(jìn)電機(jī)．失步的問(wèn)題。
（2）高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000一3000r／m巾。
（3）抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用。
（4）低速運(yùn)行平穩(wěn)．低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的
（5）電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)肘間—般在幾個(gè)毫秒之內(nèi)。
（6）發(fā)熱和噪聲明顯降低。如果對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高，建議選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的2倍，否則只要負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量即可。
步進(jìn)電機(jī)．選型步驟：
（1）確定驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置
（2）計(jì)算負(fù)載力矩。
（3）計(jì)算負(fù)載慣量。
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