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步进式电动机用处(步进电动机的特征)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-28 18:38   点击:246  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机的特征

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. 步进电动机的特征?

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。

3. 步进电动机的特点

刚刚

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)。

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4. 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。

5. 步进电机的主要特性

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。

6. 步进电动机的特征是什么

当电机缺相时,电机会振动增大、温度升高、转速下降、电流增大,并且带有异常声响,启动的时候会有很大的噪音并且不能成功启动。电机缺相后,很快电机就会烧掉,如果是小功率电机的话,还能够运行,但是运行无力绕组一相发热后会烧掉。

电机缺相的故障原因主要有电源缺相、控制回路造成缺相、电动机接线盒中接线柱松脱、连结头虚接或分断、绝缘老化。

7. 步进电动机的主要特性

直流电机优点:

1、起动和调速性能好,调速范围广平滑,过载能力较强,受电磁干扰影响小;

2、直流电机具有良好的启动特性和调速特性;

3、直流电机的转矩比较大4、维修比较便宜;

5、直流电机的直流相对于交流比较节能环保。直流电机缺点:1、直流电机制造比较贵,有碳刷;2、与异步电动机比较,直流电动机结构复杂,使用维护不方便,而且要用直流电源;3、复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小,尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花,使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。

4、换向火花既造成了换向器的电腐蚀,还是一个无线电干扰源,会对周围的电器设备带来有害的影响。电机的容量越大、转速越高,问题就越严重。所以,普通直流电动机的电刷和换向器限制了直流电动机向高速度、大容量的发展。总结:通过以上对直流电机优点和缺点的分析,我们可以发现直流电机是种调速性能好、维修比较便宜、过载能力较强,受电磁干扰影响小、,但是制造比较贵,有碳刷、靠性低、寿命短、保养维护工作量大的电机设备。即使直流电机还有很多不足的地方,但是在现代科学技术的帮助下,直流电机一定会有更好的将来。

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