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步进电机简介【步进电机简介】步进电机是一种将数字脉冲信号转化为角位移的执行机构 。也就是说,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(即步进角、步距角) 。
简介步进电机是一种将数字脉冲信号转化为角位移的执行机构 。也就是说,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(即步进角、步距角) 。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到準确定位的目的;同时您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 。一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积 。分类步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB) 。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0.75度 。输出转矩较大,转速也比较高 。这种电机,在工具机上使用较多 。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、三相、四相和五相:两相(四相)步距角一般为1.8度,三相步距角通常为1.2度,而五相步进角多为0.72度 。目前,混合式步进电机的套用最为广泛 。性能特点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 。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 。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) 。步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可採用以下方案来克服:A.如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;B.採用带有细分功能的驱动器,这是最常用的、最简便的方法;C.换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机;D.换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高;E.在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大 。步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术(请参考有关文献),其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能 。比如对于步进角1.8°的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设定为4,那幺电机的运转解析度为每个脉冲0.45°,电机的精度能否达到或接0.45°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素 。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制 。用于自动化运动控制系统中的步进电机,主要有二相、三相、四相、五相混合式步进电机 。步进电机必须匹配相应驱动器,才能够接受控制器(CPU、PLC等)的数位讯号 。为了降低步进电机工作噪音,通常使用细分驱动器,尤其是在低速工作状态时比较明显 。