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步进电机基本原理

作业原理:

一般电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组发生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一视点,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向共同。当定子的矢量磁场旋转一个视点。转子也跟着该磁场转一个视点。每输入一个电脉冲,电动机滚动一个视点行进一步。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。改变绕组通电的次序,电机就会回转。所以可用操控脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电次序来操控步进电机的滚动。

发热原理:

一般见到的各类电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会发生损耗,损耗巨细与电阻和电流的平方成正比,这就是咱们常说的铜损,假如电流不是规范的直流或正弦波,还会发生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会发生损耗,其巨细与资料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的方式表现出来,然后影响电机的功率。步进电机一般寻求定位精度和力矩输出,功率比较低,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改变,因而步进电机普遍存在发热状况,且状况比一般交流电机严峻。

步进电机作业功率怎样

虽然步进电机已被广泛地运用,但步进电机并不能像一般的直流电机,交流电机在惯例下运用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成操控系统方可运用。因而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。

怎么使步进电机的功率最大化

许多人在运用两相步进电机时发现步进电机的转矩小,或达不到额外标称的转矩值,只好加大步进电机的尺度和标称电流,以满意动力要求。其实有时并不是电机的问题,而是在步进电机挑选或驱动器作业电流的设定上有不当之处,没有发挥出步进电机的最大功率。

首要,从驱动器方面考虑,现在大多数两相步进电机的驱动器是选用全桥输出的四线接法,假如两相步进电机也是四线的,驱动器依照电机的标称电流设定,应该说是正确的,而且功率最高,输出转矩可以到达最大值,新式步进电机大多是这种方式的。

前期出产的步进电机,多是两相六线制的(四组两对串联线圈,每对有中心抽头),还有少数八线制的(四组两对独立线圈)。

是两相六线制步进电机有两种接法,第一种是舍弃中心抽头接两头,实践就是将每组的两个相线圈串联起来运用,电机堵转矩大和功率高些,可是高速功能差。第二种是接中心抽头和一端,这种接法电机高速功能好些,可是每相有一组线圈闲暇,堵转矩小和功率低些。现在大多是选用第一种接线办法。这就呈现一个问题,两相驱动器的电流究竟应该设置多大正确,一般还都是按电机标称电流值来设定,这就呈现了前面提到的电机功率问题。

一般步进电机标示的电流是相电流(或电阻),就是每组线圈的电流值(或电阻),假如两相六线制步进电机选用第一种接法,相当于将两组线圈串联起来,那么其每相电阻加大,额外作业电流减小,即使驱动器设置成标称电流也达不到各相的额外输出值。所以在选用驱动器和步进电机时要留意电流匹配问题,正确的办法是将驱动器的输出电流设定为步进电机额外相电流的0.7倍(也不是一般以为串联起来的电流减半)。举例,比如一个带中心抽头的两相步进电机,标称电流是3A,驱动器电流应该设定为3乘以0.7=2.1A,虽然选了3A的步进电机,实践上它的功率相当于两相四线制的2.1A步进电机。

再谈谈八线制的步进电机接法,也有两种,第一种是将每两组线圈串联运用,这样驱动器的电流也是设定为电机相电流的0.7倍,这种接法电机发热量小,可是高转速功能差些。第二种接法是将每两组线圈并联运用,驱动器的电流设定为电机相电流的1.4倍,其优点是高转速功能好些,可是电机发热量大,可是步进电机有点温度是正常的,只需低于电机的消磁温度就行,一般步进电机的消磁温度在105度左右。

在运用输出电流现已预设的步进电机驱动器(指两相全桥输出驱动器,如TB6560、A3977等高集成度驱动芯片)后,怎么选用步进电机很重要,假如你的驱动器是2A的,尽量选用两相四线制2A的电机,假如选用两相六线制电机,就要选标称相电流为2 / 0.7=2.9A(大约)的电机。这样才能使驱动器的功率最大化。

假如选用的驱动器是半桥输出(如SLA7062M、SLA7026等驱动芯片)的,那只能接两相六线制电机,驱动器的电流和电机标称电流是共同的。不过这种驱动器现在很少用到,功率低。

关于六线和八线步进电机,选用相线圈并联,可以发挥最大的输出转矩,表现出很好的动力功能,六线电机是无法接成并联方式的,实践现已在内部串联起来了,串联的公共端是中心抽头。只要八线电机的相线圈是可以并联运用的。

假如能将电机后盖打开,看一下里面的接线结构,是可以进行改动的,使六线电机变成八线电机,这样就可以并联运用了,但不是一切的六线电机都能改制,只要能从电机后边看到连线接头方式的可以改动,有的电机是焊盘接头,改制就需求必定的技术了。经改制的步进电机,原来串联的也可以并联运用,并联运用时相电流是原来的1.4倍,高速运转功能大大进步,转矩也进步不少。关于步进电机和驱动器的运用,应该留意发挥其最佳作用,不必一味寻求高价位和大电流,寻求高速度,应该仔细计算一下机器的载荷,看看究竟需求多大的转矩和速度,不然即使驱动器和电机都选得很大,可是其作用并没有发挥出来,速度也不该寻求过高,实践加工过程中,机器进刀量一般不大(受制于机械结构、刀具及加工资料原料),速度高了也用不上。

电机和驱动器做好匹配可以省钱省力,到达事半功倍的作用。

进步步进电机减速机作业功率的有用办法

在工业出产中除了质量外,出产功率是最重要的,由于它直接影响着公司的利益,所以,进步设备作业功率对错常有必要的,下面是进步步进电机减速机作业功率的办法:

1、步进电机减速机加工精度进步到ISO5-6级;

2、使步进电机减速机结构规划更合理;

3、使得步进电机减速机的轴承质量和寿数进步;

4、理论知识的日趋完善,更挨近实践(如齿轮强度计算办法、修形技术、变形计算、优化规划办法、齿根油滑过渡、新结构等)。



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