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重庆线性步进电动机(步进式电动机)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-27 01:27   点击:91  编辑:admin   手机版

1. 步进式电动机

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电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。。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,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。

步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。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。

步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于年至年间。年前后开始以控制为目的的尝试,应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。

2. 步进式电动机结构

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。

步进电机是纯粹的数字控制电动机。它将电脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行,它不能直接使用交流电源和直流电源;此外步进电机的角位移与输入脉冲严格成正比,因此,当它转一转后,没有累计误差,具有良好的跟随性。

3. 步进式电动机式怠速控制阀组成部件

怠速游车的意思就是指怠速转速变化规律在100r/min以上。是一种有规律的怠速转速忽高忽低的故障。

怠速游车:发动机缺缸、正时带错位、氧传感器自适应值严重超标、进气压力传感器真空软管堵塞、发动机进气系统内漏或外漏等故障导致怠速转速偏离正常值,控制单元根据氧传感器反馈的信号不断调节怠速步进电动机及怠速空气阀或节气门的开度,使怠速转速回到正常值。

4. 步进式电动机接线

、如果是6根线的电机,就会有两根是线圈中间抽头的线。两根抽头的线互相不通的。共两组线,中间抽头到头和尾的电阻是基本相同的。头和尾的电阻就是中间抽头到头的两倍。

这样就可以分别找出两组的头和尾以及中间抽头。接2相4线的程序时,两根中间抽头不要接,只要接两组的头和尾共4根线。先任意定义一组的头为A1,尾是A2。那么另外一组就是B1B2了。

2、如果只震动不转,那就是两组的头和尾不一致。只要换一下A1和A2就能转了。另外,如果要相接成4相5线的程序,把两根中间抽头接在一起接VCC,其他线不动。这就是4相5线的接法。

3、如果是4根线的步进电机就是只能接2相4线的程序了。有两组线圈,按照上面,先任意定义一组的头为A1,尾是A2。那么另外一组就是B1B2了。

4、如果是5根线的步进电机,就只能接4相5线的程序了,因为已经把两中间抽头接在一起了。A+A-B+B-就是代表A1A2B1B2。

5. 步进式电动机工作原理

步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器 虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

6. 步进式电动机应用

步进电机的主要特点:

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,可能发生失步或堵转。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。

步进电机的主要特性:

1、步进电机必须加驱动才可以运转,驱动信号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候,步进电机静止,如果加入适当的脉冲信号,就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。

2、三相步进电机的步进角度为7.5度,一圈360度,需要48个脉冲完成。

3、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。

4、改变脉冲的顺序,可以方便的改变转动的方向。

因此,打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。

7. 步进式电动机转速

调整输出脉冲的频率就能调整转速,但只能在一定的范围内调,频率太高就不行。

输出转角调整输出脉冲的个数就行,步进电机每个脉冲为一步,每步转动的角度是固定的,每步转动的角度×步数就得到输出角度。

8. 步进式电动机有关公式

子齿轮比计算公式:电子齿轮比=[(马达编码器一转脉冲数*4)/(负载轴转一圈使负载移动的距离÷一脉冲命令转移工具距离)]*1/n。

9. 步进电机

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。

10. 步进式电动机其一般工作原理

这一现象一般是步进电机或其控制系统断相造成的。有可能是步进电机本身故障也可能是其驱动电路故障。

首先检查步进电机的连接插头是否接触良好,若接触良好,可将没有故障的电机调换过来,以便验证电机是否良好。

若调换电机后仍不能正常工作,则说明其控制部分不正常,可重点检查驱动板上的大功率三极管及其保护元件释放二极管,一般情况下,这两个元件较易损坏。

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