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步进电机使用注意事项 步进电机和伺服电机选型步骤

通常步进电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
通常见到的各类电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。
1.步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转,(0.9度时6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)间使用,可通过减速装置使其在此间工作,此时电机工作效率高,噪音低;
2.电机在较高速或大惯量负载时,一般不在工作速度起动,而采用逐渐升频提速,一电机不失步,二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度;
3.高精度时,应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决,也可以采用5相电机,不过其整个系统的价格较贵,生产厂家少,其被淘汰的说法是外行话;
4.电机不应在振动区内工作,如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决;
5.电机在600PPS(0.9度)以下工作,应采用小电流、大电感、低电压来驱动;
6.步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大;
7.由于历史原因,只有标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机的电压值不是驱动电压伏值 ,可根据驱动器选择驱动电压(建议:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源, 不过要考虑温升;
8.转动惯量大的负载应选择大机座号电机;
9.应遵循先选电机后选驱动的原则。

步进电机和伺服电机选型步骤

1.电机最大速度选择

  步进电机最大速度一般在600~1200 rpm。
  交流伺服电机额定速度一般在3000 rpm,最大转速为5000rpm。
  机械传动系统要根据此参数设计。
  2.电机定位精度的选择
  机械传动比确定后,可根据控制系统的定位精度选择步进电机的步距角及驱动器的细分等级。一般选电机的一个步距角对应于系统定位精度的1/2 或更小。
  注意:当细分等级大于1/4后,步距角的精度不能保证。伺服电机编码器的分辨率选择:分辨率要比定位精度高一个数量级。
  3.电机力矩选择
  步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。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。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。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)


  4、转动惯量计算
  物体的转动惯量为:式中:dV为体积元,r为
  物体密度,r为体积元与转轴的距离。单位:kgm2
  将负载质量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:

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