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步进电动机工作状态(步进电动机工作状态有哪些

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-30 04:19   点击:176  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机工作状态有哪些

一般造成步进电机抖动是因为步进电机在低速运转的情况,通常这种情况的解决方法如下:

如果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;采用带有细分功能的步进电机驱动器,这是最简便的方法;

可以更换成步矩角更小的步进电机,如果您用的是两相步进电机,可以更换成三相或五相的步进电机;

更换成交流伺服电机,可以避免抖动,但是费用很高;可以在步进电机的轴上加磁性阻尼器,缺点就是改变机械的结构较大;

2. 步进电机的工作状态

  一般步进电机是2种电源驱动,单极性(uniporlar),双极性(Bipoilar)。一般,我们是把步进电机归结为直流电机。  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元步进电机件。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。

3. 步进电动机工作状态有哪些特点

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。

4. 步进电机工作电压范围

电阻在8欧以下取12V左右(也可用到24V---32V,但电流要减至1/2以下)电阻在8-12欧以下取24V左右(也可用到48V,但电流要减至1/2以下)电阻在12欧以上取48V左右(也可用到60V,但电流要减至1/2以下)电阻在30欧以上取80V左右(也可用到100V,但电流要减至1/2以下)在实际应用中,电机所标称的电流不要用尽,尽量采用较高的电压较小的电流,这样可有效防止电机堵转及最小噪声选定电压后再在运行中调整驱动电流,以不牺牲扭矩的前堤下以最小的噪声少发热为佳

5. 步进电动机工作范围

步进电机sw是控制限时电流按钮的意思。控制限时电流按钮,即电机不转时是否给电机电流按钮,据说开启OFF可以更好的保护电机,但是为了更好地控制步进电机建议打开。

在额定电压范围内正常供电,当超过或低于额定电压能自动利用电子开关元件切断负载,如电压恢复正常,60S后自动复投。

该产品能有效控制临时性用电的无序状况,有效减少供电异常所引发的电气火灾及故障,切实保证用电安全,并能做大程度减少电工的劳动强度,减轻企业负担。

6. 步进电动机的运行特性

步进电动机具有不同的转矩速度特性,具体取决于电动机是启动/停止还是已经运行。这些特性在电动机的转矩-转速图表上以两条曲线表示,重要的是要理解这些曲线之间的差异以及每条曲线对电动机运行的意义。但是,步进电机在不运动时也会产生扭矩,这些固定扭矩值(称为保持扭矩和制动扭矩)也是确定尺寸和选择步进电机时要考虑的重要因素。

  步进电机的转矩-速度曲线是通过特定的电机驱动组合,工作电压和驱动方法得出的。与规定的电动机构和运行条件的任何偏差都可能改变系统的转矩-速度特性。

7. 反应式步进电动机是怎样工作的

反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。

  1、结构:电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,

  2、旋转: 如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力以下均同)。 如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。 由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 不过,出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态,这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合,使其1/3て变为1/12て,1/24て,这就是电机细分驱动的基本理论依据。 不难推出:电机定子上有m相励磁绕阻,其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机,出于成本等多方面考虑,市场上一般以二、三、四、五相为多。

  3、力矩: 电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力F与(dФ/dθ)成正比

  

  其磁通量Ф=Br*S Br为磁密,S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度,D为转子直径 Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密 成正比(只考虑线性状态)因此,电机有效体积越大,励磁安匝数越大,定转子间气隙越小,电机力矩越大,反之亦然。

8. 步进电动机的工作情况和驱动电源

驱动器选择:从步进电机原理上来说电源功率越充裕越好,实际应用中因为生产成本的需要用户往往在满足要求的条件下要求功率越小越好。

功率过低,首先容易导致电机输出力矩不足甚至丢步,其次也容易损坏驱动器甚至开关电源。

具体的电源选择和用户的系统要求以及系统配置密切相关。

电源选择:选择电源电压值比最大所需的电压高10%-50%。此百分比因Kt,Ke,以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同,因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。

为确定合适的供电电流,需要计算此应用所有的功率需求,再增加5%。按I=P/V公式计算即可得到所需电流值。

9. 步进电动机工作状态有哪些变化

可以考虑一下是不是相序的问题,有可能是接触不良。或者是驱动器本身有问题。你的现象不像是干扰,干扰的话只是速度不正常。如果是单片机控制的,那就有可能是相序分配的程序没写好!

在启动或加速时如果步进脉冲变化太快,转子由于惯性而跟随不上电信号的变化,产生堵转或失步在停止或减速时由于同样原因则可能产生超步。为防止堵转、失步和超步,提高工作频率,要对步进电机进行升降速控制。

步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而在转子齿数和运行拍数一定的情况下,只要控制脉冲频率即可获得所需速度。由于步进电机是借助它的同步力矩而启动的,为了不发生失步,启动频率是不高的。

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