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步进电动机综述(步进电动机特点)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-28 07:24   点击:265  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机特点

无需编码器等反馈器件即可实现转速与转角(即位置)的控制(即开环控制),这是步进电机最大的特点。脉冲的频率决定电机的转速,而脉冲的个数决定电机的转角。同比直流伺服系统,步进电机具如下优势:

1、锁定位置时,电机不再耗电:步进电机特有的“静转矩”(又称“保持转矩”、“定位转矩”等),当电机停在某位置时,具有一定的锁定转矩。直流电机虽然也可通过驱动器锁定位置,但锁定时电机依然耗电;

2、体积小、寿命长:步进电机的寿命通常取决于轴承寿命,可达上万至数万小时,与等同尺寸的直流电机相比,步进电机的输出转矩更大。

3、成本低廉、驱动简单:由于是开环控制,省却了编码器等反馈器件,所以既简化了系统组成,又能有效降低成本。

但步进电机的旋转是一个高速重复的“启—停—启—停”过程,所以转动平滑性不如直流电机。步进电机还有一个谐振频率,当电机在某转速区间工作时,驱动的脉冲可能产生谐振而让电机抖动。另外,一旦发生某一脉冲未能驱动电机(俗称“丢步”,可能因干扰信号等而出现)时,开环系统无法检测和补偿。该问题虽然可以通过加装编码器等来解决,但这将导致成本上升,并且需要更复杂的驱动电路。

2. 步进电动机的特点

无需编码器等反馈器件即可实现转速与转角(即位置)的控制(即开环控制),这是步进电机最大的特点。脉冲的频率决定电机的转速,而脉冲的个数决定电机的转角。同比直流伺服系统,步进电机具如下优势:

1、锁定位置时,电机不再耗电:步进电机特有的“静转矩”(又称“保持转矩”、“定位转矩”等),当电机停在某位置时,具有一定的锁定转矩。直流电机虽然也可通过驱动器锁定位置,但锁定时电机依然耗电;

2、体积小、寿命长:步进电机的寿命通常取决于轴承寿命,可达上万至数万小时,与等同尺寸的直流电机相比,步进电机的输出转矩更大。

3、成本低廉、驱动简单:由于是开环控制,省却了编码器等反馈器件,所以既简化了系统组成,又能有效降低成本。

但步进电机的旋转是一个高速重复的“启—停—启—停”过程,所以转动平滑性不如直流电机。步进电机还有一个谐振频率,当电机在某转速区间工作时,驱动的脉冲可能产生谐振而让电机抖动。另外,一旦发生某一脉冲未能驱动电机(俗称“丢步”,可能因干扰信号等而出现)时,开环系统无法检测和补偿。该问题虽然可以通过加装编码器等来解决,但这将导致成本上升,并且需要更复杂的驱动电路。

3. 步进电动机有什么特点

步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式(控制系统发出一个脉冲,就可以让步进电机转动一个角度),因为这个特点,步进电机可以和现代的数字控制技术相结合(特别适合于机电一体话产品)。

不过步进电机在控制的精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统的闭环控制的直流伺服电动机。

在精度不是需要特别高的场合就可以使用步进电机,步进电机可以发挥其结构简单、可靠性高和成本低的特点。

使用恰当的时候,甚至可以和直流伺服电动机性能相媲美。

4. 步进电机的概念及特点

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。

5. 步进电动机有哪些主要特性

伺服电机28个基础知

工业机器人有4大组成部分,分别为本体、伺服、减速器和控制器。工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制,即电流环、速度环和位置环。一般情况下,对于交流伺服驱动器,可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。那么关于伺服电机有哪些需要知道的呢?

1、如何正确选择伺服电机和步进电机?

答:主要视具体应用情况而定,简单地说要确定:负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。

2、选择步进电机还是伺服电机系统?

答:其实,选择什么样的电机应根据具体应用情况而定,各有其特点。

3、如何配用步进电机驱动器?

答:根据电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器。对于大转矩电机,尽可能用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能。

4、2 相和5 相步进电机有何区别,如何选择?

答:2 相电机成本低,但在低速时的震动较大,高速时的力矩下降快。 5 相电机则振动较小,高速性能好,比 2 相电机的速度高30~50% ,可在部分场合取代伺服电机。

5、何时选用直流伺服系统,它和交流伺服有何区别?

答:直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

6、使用电机时要注意的问题

6. 步进电机的特点

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。

7. 步进电动机的特点是什么

目前,步进电机的应用领域越来越广泛,在机械、电子、纺织等行业应用普遍,下面是比较常用的一些场合:

1.步进电机主要用于一些有定位要求的场合。 例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。

2.广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。 特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。

3.步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为五相混合式步进电机,目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度,但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的.而且成本也相对较高。采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。若采用反应式步进电机,在性能明显提高的同时还能大大降低产品的成本。

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