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步進電機選型方法
發布時間:2013-7-29
一、步進電機選型方法
步進電機有步距角(涉及到相數)、保持轉矩、電流三大要素組成。確定這三大要素,便能確定步進電機的型號。
1、步距角的選擇
電機的步距角取決于負載精度的要求,將負載的最小分辨率(當量)換算到電機軸上,每個當量電機應走多少角度(包括減速),電機的步距角應等于或小于此角度。永磁式步進電機一般為兩相(雙極性)和四相(單極性),步距角一般為3.6度、7.5度、15度、18度,其中7.5度最常見;混合式步進電機分為兩相、三相和五相:兩相步矩角一般為1.8度和0.9度、三相步距角一般為1.2度而五相步矩角一般為 0.72度。反應式步進電機一般為三相,步距角一般為1.5度,但噪聲和振動都很大。在歐美等發達國家80年代已被淘汰。
2、保持轉矩的選擇
步進電機的動態力矩一下子很難確定,我們往往先確定電機的保持轉矩。保持轉矩選擇的依據是電機工作的負載,而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時(一般由低速)時二種負載均要考慮,加速起動時主要考慮慣性負載,恒速運行時只要考慮摩擦負載。一般情況下,保持轉矩應為摩擦負載的2-3倍為好,保持轉矩一旦選定,電機的機座及長度便能確定下來(幾何尺寸)。
3、電流的選擇
保持轉矩一樣的電機,由于電流參數不同,其運行特性差別很大,一般電流0.5A以內的適用于300RPM以內,電流1A以上的適用于300RPM以上。
4、力矩與功率換算
步進電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是變化的,一般只用力矩來衡量,力矩與功率換算如下:
P= Ω·M
Ω=2π·n/60
P=2πnM/60
其P為功率單位為瓦,Ω為每秒角速度,單位為弧度,n為每分鐘轉速,M為力矩單位為牛頓·米
P=2πfM/400(1.8度電機半步工作)
其中f為每秒脈沖數(簡稱PPS)
二、步進電機應用中的注意點
1、步進電機應用于低速場合—每分鐘轉速不超過1000轉,最好在150-450RPM間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低。
2、步進電機最好不使用整步狀態,整步狀態時振動大。
3、由于歷史原因,只有標稱為12V電壓的電機使用12V外,其他電機的電壓值不是驅動電壓伏值,可根據驅動器選擇驅動電壓(建議: 42電機采用直流12V-24V,57電機采用直流24-36V),當然12伏的電壓除12V恒壓驅動外也可以采用其他驅動電源,不過要考慮溫升。
4、轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。
5、電機在較高速或大慣量負載時,一般不在工作速度起動,而采用逐漸升頻提速,一電機不失步,二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。
6、高精度時,應通過機械減速、提高電機速度,或采用高細分數的驅動器來解決,也可以采用5相電機。
7、電機不應在振動區內工作,如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。
8、電機在90RPM以下工作,應采用小電流、大電感、低電壓來驅動。
9、應遵循先選電機后選驅動的原則。

 
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