步進電動機的步距角及其他參數說明

文章來源:步進電機  时间:2016-01-13 05:09:35浏覽次數:1451

      步進電機作爲執行元件,是機電一體化的关键亚洲第一狼人天堂网之一, 广泛应用在各种自動化控制系統中。隨著微電子和计算机技术的发展,步進電機的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

      步進電機是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步進驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步進電機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。步進電機可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

      现在比较常用的步進電機包括混合式步進電機(HB)反应式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)和单相式步進電機等。

      永磁式步進電機一般为两相,转矩和体积较小,步進角一般为7.5度 或15度;

      反应式步進電機一般为三相,可实现大转矩输出,步進角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。反应式步進電機的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。

      混合式步進電機是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相、三相和五相:两相步進角一般为1.8度,三相步進電機步進角为1.2度,而五相步進角一般为 0.72度。这种步進電機的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步進電機。

      步進電機的一些基本参数:
      電機固有步距角:
      它表示控制系統每發一個步進脈沖信號,電機所轉動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值,信濃電機給出的值爲0.9°/1.8°(表示半步工作時爲0.9°、整步工作時爲1.8°),這個步距角可以稱之爲‘電機固有步距角’,它不一定是電機實際工作時的真正步距角,真正的步距角和驅動器有關。
      步進電機的相数:
      是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为1.2°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步進電機来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。
      保持转矩(HOLDING TORQUE):
      是指步進電機通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步進電機最重要的参数之一,通常步進電機在低速时的力矩接近保持转矩。由于步進電機的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步進電機最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步進電機,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步進電機。
      DETENT TORQUE:
      是指步進電機没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步進電機的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。

      步進電機的一些特点:
      1.一般步進電機的精度为步進角的3-5%,且不累积。
      2.步進電機外表允许的最高温度。步進電機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,所以步進電機外表温度在摄氏80-90度完全正常。
      3.步進電機的力矩会随转速的升高而下降。
      当步進電機转动时,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.步進電機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。
      步進電機有一个技术参数:空载启动频率,即步進電機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,可能发生丢步或堵转。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)。
      步進電動機以其显著的特点,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進電機本身技术的提高,步進電機将会在更多的领域得到应用。

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