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研究步进电机的意义(了解步进电机特性有什么作用)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-25 01:28   点击:226  编辑:admin   手机版

1. 了解步进电机特性有什么作用

优点

1. 电机旋转的角度正比于脉冲数;  2. 电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);  3. 由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;  4. 优秀的起停和反转响应;  5. 由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;  6. 电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控  制成本  7. 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。  8. 由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。

缺点

1. 如果控制不当容易产生共振;  2. 难以运转到较高的转速。 步进电机驱动器的特点  (1)构成步进电机驱动器系统的专用集成电路:  A、脉冲分配器集成电路:如三洋公司的PMM8713、PMM8723、PMM8714等。  B、包含脉冲分配器和电流斩波的控制器集成电路:如SGS公司的L297、L6506等。  C、只含功率驱动(或包含电流控制、保护电路)的驱动器集成电路:如日本新电元工业公司的MTD1110(四相斩波驱动)和MTD2001(两相、H桥、斩波驱动)。  D、将脉冲分配器、功率驱动、电流控制和保护电路都包括在内的驱动控制器集成电路,如东芝公司的TB6560AHQ、MOTOROLA公司的SAA1042(四相)和ALLEGRO公司的UCN5804(四相)等。  (2)“细分驱动”概述:  将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法,称为细分驱动,细分是通过驱动器精确控制步进电机的相电流实现的,与电机本身无关。其原理是,让定子通电相电流并不一次升到位,而断电相电流并不一次降为0(绕组电流波形不再是近似方波,而是N级近似阶梯波),则定子绕组电流所产生的磁场合力,会使转子有N个新的平衡位置(形成N个步距角)

2. 什么是步进电机的使用特性

起动频率又称突跳频率,是指步进电机能够不失步起动的最高脉冲频率,是步进电机一项重要指标。产品目录上一般都有空载起动频率的数据,但在实际使用时,步进电机大都要在带负载的情况下起动。这时负载起动频率是一个重要指标。负载起动频率与负载转矩及惯量的大小有关。负载惯量一定,负载转矩增加,或负载转矩一定,负载惯量增加都会使起动频率下降,在一定的负载惯量下,起动频率随负载转矩变化的特性称为起动矩频特性,通常以表格或曲线形式给出。

3. 了解步进电机特性有什么作用和意义

步进电机,低速大扭矩设备,使传输更短这意味着更高的可靠性,更高的效率,更小间隙和更低的成本。正是这一特点,使得步进理想的机器人,因为大多数机器人运动是短距离要求高加速度达到低点的循环周期。功率-重量比高于直流电动机低。山社电机认为大多数机器人运动是不是长距离高速(因此高功率),但通常包括短距离的停止和启动。在低转速高扭矩他们是理想的机器人。

  所有ST机器人有编码器反馈这是相对于软件电机计数。在其中不能被纠正任何错误的情况下,系统将停止。因此,该系统的完整性要高得多。

  所以机器人设计中选用步进电机用到的优点有以下几点:

  1对于同等性能的步进电机更便宜。

  2步进电机是无刷电机等有更长的寿命。

  3作为数字马达就可以准确地定位不打猎或过冲。

  4驱动模块不是线性放大器这意味着更少的散热片,更高的效率,更高的可靠性。

  5驱动模块比线性放大器比较便宜。

  6没有昂贵的伺服控制的电子元件,因为信号直接从MPU起源。

  7软件故障安全。主控板问题步进脉冲。如果该软件无法工作或崩溃电机停止。

  8电子驱动器故障安全。如遇驱动放大器故障的电机锁固,将无法运行。当伺服驱动器发生故障的电机仍然可以运行,可能在全速运转。

  9速度控制精确和可重复的(晶体控制)。

  10如果需要,步进电机运行极为缓慢。

4. 步进电机的作用和功能

步进电机优点

1.电机旋转的角度正比于脉冲数;2.电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);

3.由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;

4.优秀的起停和反转响应;

5.由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;

6.电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本;

7.仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。

8.由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。

步进电机缺陷

1.如果控制不当容易产生共振;2.难以运转到较高的转速。

3.难以获得较大的转矩

4.在体积重量方面没有优势,能源利用率低。

5.超过负载时会破坏同步,高速工作时会发出振动和噪声。

5. 步进电动机有哪些主要特性,了解这些特性有什么作用

1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;

2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;

3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;

4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;

5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内;

6、舒适性:发热和噪音明显降低。

6. 步进电机有哪些基本特性

步进电机型号和意义如下:

步进电机型号由4部分组成,分别代表机座号、电机类型(BYF代表混合式,BC代表反应式)、相数、电机转子齿数。

1、机座号:又叫电机外径,一共有28、42、57、86、110、130型号。

2、电机类型

反应式:定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。

永磁式:永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。

混合式:混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步距角小,但结构复杂、成本相对较高。

3、相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。

4、转子齿数

转子齿数是指定转子铁芯上转子小齿的数量。转子齿数的不同会改变单相各个线圈之间的互补性;改变线圈所匝链的磁链的极性,对单相线圈磁链的谐波成分造成影响,进而对电机的谐波特性造成影响,还影响电机的功率密度。

扩展资料

步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。 三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。

1、步距角的选择

电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。电机的步距角应等于或小于此角度。

2、静力矩的选择

静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。

3、电流的选择

静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流。

7. 步进电机的概念及特点

1、上电能锁紧,力矩输出正常,转角正确,这个电机就是好的,否则就有问题;

2、断电状态下,用手转动电机轴,注意各引出线不要短路,好的电机应当阻力均匀,可以用手转动;在把电机引出线拧在一起(短路),此时转动电机轴的力矩就是电机的标称力矩,也就是需要电机标称力矩那么大的力矩才能转动电机轴,否则电机就是坏的。纯属经验之谈,不知是否满意。

8. 步进电机有哪些主要特性

首先,闭环步进电机是步进电机,步进电机的所有功能特性它都有。而步进电机和伺服电机最大的区别是步进电机是开环控制,伺服电机是闭环控制。所以,当给步进电机配备编码器闭环控制后,从广义上来看,两者是没有什么大的区别。

但是,要详细区分闭环步进电机和伺服电机的不同之处,你需要先了解一下什么是闭环步进电机以及伺服电机的功能和特点。

闭环步进电机和伺服电机主要有以下不同之处:

1.闭环步进电机本体是步进电机,在静止时是绝对静止不动的。伺服电机在停止时无法绝对静止,在负载扰动小或者伺服电机的参数调试良好的情况下,伺服电机始终在正负1个脉冲之间波动,在实际使用时可以适当调整电机刚性来提升它的锁定力矩和性能。

2.闭环步进电机结合了步进电机的特点和伺服的控制方式,所以不会过冲(因为步进电机的特点就是不会过冲)。

伺服电机在由高速转为低速或者静止时,过冲是常有发生的。当控制器发一个脉冲给伺服电机时,伺服电机往往不是走一个脉冲,而是走3个脉冲,然后回退2个脉冲。这对那些环境要求严谨的场景,是绝对不允许的。

3.闭环步进电机调试和使用非常简单,只需要调节驱动器的3个电位器的位置,不仅设备制造商可以使用,而且设备使用商也可以使用,对使用者的要求极低。伺服电机参数较多,调试较困难,需要有经验的工程师调试。

4.闭环步进电机采用真正地正弦波、向量和滤波方式控制电流,最低转速可以控制在0.2转/分,而且电机运行非常平稳和稳定,这一点甚至是伺服电机都无法做到的(一般伺服电机理论上可以做到1转/分,实际的应用场合是无法做到1转/分,大致在5rpm以上)。

5.相对而言伺服电机的精度要高于闭环步进电机。

6.成本上,要实现相同功能的情况下伺服电机的价格要大于同功率闭环步进电机,在性价比上步进电机是有优势的。

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