你是如何测试电机性能的

你是如何测试电机性能的
你是如何测试电机性能的

你是如何测试电机性能的?

在自动化测试日渐成熟的阶段,你是怎么测试电机的性能的呢?纳米软件自主研发的NSAT-7000电机自动测试系统告别了传统测试效率低,测试速度慢等弊端,接下来我们先认识一下电机。

电机的分类

电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,它的主要作用是把电能转换为机械能,作为用电器或各种机械的动力源。目前电机可以分为两类,一类是需要驱动器驱动的,包括无刷电机、伺服电机、变频,另一类就是比较传统的电机,不用驱动器驱动的,只要给个直流电或者工频交流电就能驱动的,像直流电机、三相/单相异步电机,图1为电机的分类。

图1 电机的分类

电机传统的测试方法

测功机是电机的主要测量设备,最初测功机只是针对电机的输入电压、电流、输出转速、扭矩进行测量,计算出电机的输入输出功率和效率。但随着电机行业的飞速发展,电机测试项目越来越多,传统的测功机已无法满足测试需求。图2为传统的测功机。

图2 传统的测功机

传统的测功机所存在的问题如下所述:

1.加载、测试响应慢,只能满足稳态测试需要,无法实现瞬态参数测量;

2.仅支持三相电信号测量,无法实现对电机及电机驱动器的系统性联调测试;

3.精度与带宽不足,无法满足电机变频控制PWM信号的测试需要;

4.电参数测试方面不具备分析功能,无法对谐波、不平衡度等参数进行测量。

当前电机测试方法

随着电机行业的飞速发展,电机测试项目越来越多,测功机的功能也随之丰富起来,电机行业当前需要对电机与驱动器进行完整的测试与性能分析,电机性能分析,驱动器分析以及对控制特性瞬态波形与控制响应的分析,传统的测功机是无法做到的,图3为电机行业测试的新需求。

图3 电机行业测试新需求

传统的测功机只是将不同仪器进行组合使用,只发挥单一的功能并不能对系统的综合性能有综合的评估,纳米软件由测功机、功率分析仪、电源、示波器、温度记录仪组成完成电机的自动测试。

NSAT-7000电机自动测试监控系统由控制模块、系统控制测试模块和被测电机组成,控制模块通过测试设备对被测电机的温度监控、扭矩、转速、功率、母线电流(电压)、基波含量、电机的数据如功率(输出功率)等数据的实时采集、自动记录,对其进行数据处理、二次分析并可实时显示:系统效率、驱动器效率、电机效率、反转电势系数、力矩系数等电机参数。因此,该系统只需要用户在终端电脑上就可以对电源、功率分析仪和测功机三者进行监控,该系统大大的节约了人力资源,提高了实验效率。

控制模块通过RS232接口与直流稳压电源连接,通过USB/GPIB接口与测功机连接,通过TCP/IP协议与功率分析仪连接,以及通过TCP/IP协议或者RS232/485/UBS与功率分析仪和温度记录仪连接,直流稳压电源、测功机、功率分析仪、示波器、温度记录仪通过测试线缆与被测电机连接,控制模块通过直流稳压电源对被测电机下发控制指令,测功机、功率分析仪、示波器、温度记录仪将测试到的数据上传至控制模块.如图4所示:

图4 电机测试监控系统框架图

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步进电机控制实验

步进电机控制实验 一、实验目的: 了解步进电机工作原理,掌握用单片机的步进电机控制系统的硬件设计方法,熟悉步进电机驱动程序的设计与调试,提高单片机应用系统设计和调试水平。 二、实验容: 编写并调试出一个实验程序按下图所示控制步进电机旋转: 三、工作原理: 步进电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一,例如在机械装置中可以用丝杠把角度变为直线位移,也可以用步进电机带螺旋电位器,调节电压或电流,从而实现对执行机构的控制。步进电机可以直接接收数字信号,不必进行数模转换,用起来非常方便。步进电机还具有快速启停、精确步进和定位等特点,因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。 步进电机实际上是一个数字/角度转换器,三相步进电机的结构原理如图所示。从图中可以看出,电机的定子上有六个等分磁极,A、A′、B、B′、C、C ′,相邻的两个磁极之间夹角为60o,相对的两个磁极组成一相(A-A′,B-B′,C-C′),当某一绕组有电流通过时,该绕组相应的两个磁极形成N极和S极,每个磁极上各有五个均匀分布矩形小齿,电机的转子上有40个矩形小齿均匀地分布的圆周上,相邻两个齿之间夹角为9°。 当某一相绕组通电时,对应的磁极就产生磁场,并与转子形成磁路,如果这时定子的小齿和转子的小齿没有对齐,则在磁场的作用下,转子将转动一定的角度,使转子和定子的齿相互对齐。由此可见,错齿是促使步进电机旋转的原因。 三相步进电机结构示意图 例如在三相三拍控制方式中,若A相通电,B、C相都不通电,在磁场作用下使转子齿和A相的定子齿对齐,我们以此作为初始状态。设与A相磁极中心线对齐的转子的齿为0

电机检测标准

电机的检测标准 一、外观要求: 1.定位孔位置正确,外壳和轴的结构尺寸符合图纸要求。 2.引出线长120±5mm,引线规格为18AWG1015塑胶线,有UL认证,引线颜色为红蓝白三色,红线为主线,蓝线为副线,白线为公共端,引线出线方向正确,线头剥线15mm。 3.电机引线长短、颜色符合要求,标志完好,裸线不应有氧化。 4.整机装配完整,螺丝紧固,外壳电镀有良好的光泽,无锈蚀,铁心表面无明显锈蚀; 5.振动:小于2.5mm/S。 6.轴向窜动:小于0.25mm。 7.电机标志清晰,包装完整。铭牌标志包括以下内容: 1)、制造商名或标记; 2)、产品型号; 3)、额定电压和频率; 4)、产品批号和日期。 二、主要电气参数: 1.在自制测试架上,接好电机引线,将开关打到对应挡,用数字转速表测其空载转速,120V/60Hz电机转速为1720±3%转每分钟,230V/50Hz电机转速为1470±3%转每分钟。 2.额定电压: 120V(120V型) 230V(230V型) 额定频率: 60Hz(120V型) 50Hz(230V型) 空载功率: 40W (120V型) 45W (230V型) 空载电流: 0.55A(120V型) 0.35A(230V型) 额定电流: 0.75A(120V型) 0.45A(230V型) 额定输入功率:90W (120V型) 100W (230V型) 3.耐压试验:在1800V AC/0.5mA/1S下无击穿拉弧现象。 4.噪音:在安静的检测室内,用分贝检测仪在距离电机500mm处测其空载噪音,应小于47dB (与背景噪音差要大于10 dB)。 5.泄漏电流:小于0.5mA。 6.绝缘强度:大于2MΩ/500VDC。 7.低压启动电压值:48V(120V型),132V(230V)。 8.旋转方向:轴伸方向单向逆时针转动。 9.热保护器:SF152℃可恢复温控器,动作温度157±5%℃。 10. 在温度为40±2℃,相对湿度为90∽95%的恒温恒湿箱中试

步进电机成品检验标准

步进电机成品检验标准 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

CS 深圳市东兴威电机有限公司 成品检验标准 标准号:CS-19-010 步进电机 编制:日期: 审核:( R&D )( QA ) 批准:(R&D director) (QA director) 发布实施日期:版本:01 1范围 本标准规定了步进电机(以下简称“电机”)的技术要求、试验方法、试验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于本企业的步进电机。 2引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 电工电子产品基本环境试验规程试验A:低温试验方法 GB/T 电工电子产品基本环境试验规程试验B:高温试验方法 GB/T2423.3-2006 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法GB 电工电子产品基本环境试验规程试验Ea:冲击试验方法

GB 电工电子产品基本环境试验规程试验Fc:振动(正弦)试验方法 GB/T 电工电子产品基本环境试验规程试验N:温度变化试验方 GB/逐批检查计数抽样程序及抽样标准(适用于连续批的检查) 3产品分类 3.1型号 电机的型号由机座号、产品名称代号、性能参数代号及派生代号四部分组成。 例如: BYG HB-A派生代号 性能参数代号 产品名称代号 机座号 3.1.1机座号 机座号用电机外径的毫米数以阿拉伯数字表示,如表1所示。 表1 3.1.2产品名称代号 产品名称及代号用大写汉语拼音字母表示。 3.1.3性能参数代号 性能参数代号由两位阿拉伯数字组成,其中第一位数字表示相数,第二位数字表示极对数。 相数代号4表示4相电机,极对数代号6和8分别表示电机的极对数为6对和8对。3.1.4派后代号

实验三PLC步进电机控制实验

实验三 PLC步进电机控制实验 一、实验目的 1、掌握步进电机工作原理; 2、用PLC构成五相步进电机控制系统。 二、实验要求 1、通过实验,加深并验证学过的理论知识,掌握实验的基本方法和实验原理; 2、正确使用仪器设备; 3、认真观察仪器设备的运动方式,独立编写控制程序并进行操作。 4、学生在实验过程中,应学会独立思考,应用所学专业理论知识分析和解决实验中遇到的具体问题; 三、实验原理 步进电机工作原理 步进电机按工作原理可分为电磁式、磁阻式、永磁式、混合式四类。其中混合式步进电机从定子或转子的导磁体来看,它如反应式步进电机,所不同的是它的转子上置有磁钢,反应式转子则无磁钢。从它的磁路内含有永久磁钢这一点来说,又可以说它是永磁式,但因其结构不同,使其作用原理及性能方面,都与永磁式步进电机有明显区别。它好像是反应式和永磁式的结合,所以常称为混合式。混合式步进电机具有驱动电流小,效率高,过载能力强、控制精度高等特点,是目前市面上应用最为广泛的一种步进电机。 四、实验所用仪器 1、三菱FX1N-60MR一台; 2、计算机一台; 五、实验步骤和方法 1、熟悉编程环境,输入所编制的程序; 2、接通实验箱电源、串口通讯线; 3、将程序下载至PLC并运行。 六、实验注意事项 经指导教师检查同意后,方可接通电源进行实验操作。 七、实验预习要求 1、预习PLC编程环境,上机前预先将控制程序编制完成; 2、预习步进电机工作原理。 八、实验报告要求 实验报告的主要内容 1、实验目的 2、实验所用仪器 3、实验原理方法简要说明 4、程序清单。

实验报告册样式

实验步骤: 1、熟悉编程环境,编制程序;

步进电机测试系统说明书

一、打开软件,出现“配置设置”界面,如下图所示: 1、选择保存配置时,出现如下界面: ● 点击“确定”把当前文件配置参数保存到当前路径中; ● 点击“取消”则不保存; ● 点击下图所示可更改配置文件目录; 点击可更改文件

2、选择载入配置时,出现如下界面: ●点击“确定”即可把当路径文件的各项参数导入至当前测试; ●点击“取消”则导入的文件

3、选择参数界面选定, 3.1选择“设备参数选定”出现如下图所示: 3.1.1 控制器 ●控制器:控制器型号,选择当前测功机控制器的型号,默认为:HD-1020; ●扭矩单位:选择当前测试扭矩的单位。 3.1.2 测功机 ●测功机型号:选择当前马达测试时使用的测功机型号; ●转速光栅个数:有30和60可选; ●转向定义:在不改变实际转向情况下,可以让读取正常或取反; ●持续时间: 3.1.3 功率分析仪 ●功率表型号:本系统没有使用,无需选择 ●功率仪接口:默认为COM1; 3.1.4 电源(本系统暂时没有使用程控电源,如有需要可升级)

3.2 选择“测试参数选定”出现如下图: ●启动电机频率:电机每次启动时的预置频率; ●设置电机转向:设置电机的正转或反转; ●设置电机电流: ●时间单位:测试时间的单位; ●设置电机细分模式:设置步进电机的工作方式; ●电机通迅地址:选择电机与电脑连接的端口; ●步骤:为标记的作用; ●设定频率:为步进电机当前工作的频率; ●测试时间:为测试进行所需的时间; ●UL与LL:上限值和下限值的限制范围,如果超出此范围,则判断为测试不合格,如没填入则不作判断;

步进电机基本知识

步进电机基本知识(2009-01-08 13:51:30) 1、步进电机:是一种将电脉冲转化为角位移或线位移的执行机构。其特点是没有积累误差(精度为100%),广泛应用于各种开环控制。 2、步进电机分类:永磁式(PM),反应式(VR),混合式(HB)。 3、保持转矩:是指步进电机通电,但没有转动时,定子锁住转子的力矩。 4、精度:为步进角的3~5%,且不累积。 5、细分驱动器:是通过改变相邻(A,B)电流的大小,以改变合成磁场的夹角来控制步进电机的运转的。细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关。对于2,4相电机,细分后的步距角等于电机的整步步距角除以细分数。对于3相反应式电机,细分后的步距角等于电机的半步步距角除以细分数。 6、步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°,整步工作时为1.8°)此步距角为电机固有步距角。 7、相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 8、失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。称之为失步。 9、最大空载起动频率:电机在某种驱动形式、电压及额定电流下,在不加负载的情况下,能够直接起动的最大频率。 10、最大空载运行频率:电机在某种驱动形式,电压及额定电流下,电机不带负载的最高转速频率。 11、步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大。 12、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。方向由导电顺序决定。控制步进脉冲信号的频率,可以对电机进行精确调速;控制步进脉冲的个数,可以对电机进行精确定位。

13、步进电机驱动器:是把计算机控制系统提供的弱信号放大为步进电机能够接受的强电流信号。 14、拍数:是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。指电机转过一个齿距角所需脉冲数。 15、脱机信号free:此信号为选用信号,并不是必须要用的,只有在一些特殊情况下使用,此端为低电平有效,这时电机处于无力矩状态;此端为高电平或悬空不接时此功能无效,电机可正常运行,此功能若用户不采用,只需将此端悬空即可。 16、CP脉冲宽度一般要求不小于2us。 17、CP电平方式:对于共阳接法的驱动器要求为负脉冲方式,脉冲状态为低电平,无脉冲时为高电平;对于共阴接法的驱动器要求为正脉冲方式,脉冲状态为高电平,无脉冲时为低电平。 18、dir信号:一定要在电机降速停止后再换向。 19、步进电机在启动时,必须有升速过程;在停止时必须有降速过程,一般来说升速过程和降速过程规律相同。特例:步进电机运行速度不超过突跳频率,这时不存在升降速问题。 20、自动半电流功能:驱动机在步进脉冲信号停止施加2S左右,会自动进入半电流状态,这时电机相电流为运行时的一半,以减少功耗和保护电机。 21、细分优点:完全消除了电机的低频振荡。 22、步进电机的工作性能在很大程度上取决于所使用的驱动电路的类型和参数。 23、常用的有两相,四相混合式步进电机。 24、电机是有内阻的感性负载。 25、步进电机驱动方式:恒压,恒流,恒流斩波,使同样电机输出更大速度和功率。 26、步进电机启动:A、低初速度,低加速度阶段

实验6(步进电机实验)

实验6:步进电机实验 一、实验目的 了解直流电机和步进电机的工作原理 学会Linux下用软件的方法实现步进电机的脉冲分配,用软件 的方法代替硬件的脉冲分配器 二、实验内容 学习步进电机的工作原理,了解实现电机转动对于系统的软件和硬件要求。学习ARM知识,要掌握I/O的控制方法。Linux下编程实现ARM的四路I/O通道实现环形脉冲分配用于控制步进电机的转动。 三、预备知识 C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法,Linux的基本操作。Linux关于module的必要知识。 四、实验设备及工具 硬件:UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台、PC机Pentium 500以上,硬盘10G以上 软件:PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0+MINICOM+ARM-LINUX开发环境 五、实验原理 1、步进电机概述 步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件,它实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动机有单路电脉冲驱动,输出功率一般很小,其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相方波脉冲驱动,用途很广。使用多相步进电动机时,单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号,在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器,电动机各相的通电状态就发生变化,转子会转过一定的角度(称为步距角)。正常情况下,步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比;连续输入一定频率的脉冲时,电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受

电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入,所以特别适合于微机控制。 2、步进电机的种类 目前常用的步进电机有三类: 1、反应式步进电动机(VR)。它的结构简单,生产成本低,步距角可以做的相当小,但动态性能相对较差。 2、永磁式步进电动机(PM)。它的出力大,动态性能好;但步距角一般比较大。 3、混合步进电动机(HB)。它综合了反应式和永磁式两者的优点,步距角小,出力大,动态性能好,是性能较好的一类步进电动机。 3、步进电机的工作原理 现以反应式三相步进电机为例说明其工作原理。定子铁心上有六个形状相同的大齿,相邻两个大齿之间的夹角为60度。每个大齿上都套有一个线圈,径向相对的两个线圈串联起来成为一相绕组。各个大齿的内表面上又有若干个均匀分布的小齿。转子是一个圆柱形铁心,外表面上圆周方向均匀的布满了小齿。转子小齿的齿距是和定子相同的。设计时应使转子齿数能被二整除。但某一相绕组通电,而转子可自由旋转时,该相两个大齿下的各个小齿将吸引相近的转子小齿,使电动机转动到转子小齿与该相定子小齿对齐的位置,而其它两相的各个大齿下的小齿必定和转子的小齿分别错开正负1/3的齿距,形成“齿错位”,从而形成电磁引力使电动机连续的转动下去。 和反应式步进电动机不同,永磁式步进电动机的绕组电流要求正,反向流动,故驱动电路一般要做成双极性驱动。混合式步进电动机的绕组电流也要求正,反向流动,故驱动电路通常也要做成双极性。 4、开发板中步进电机控制的实现 本开发板中使用的步进电机为四相步进电机。转子小齿数为64。 系统中采用四路I/O进行并行控制,ARM控制器直接发出多相脉冲信号,在通过功率放大后,进入步进电机的各相绕组。这样就不再需要脉冲分配器。脉冲分配器的功能可以由纯软件的方法实现。

步进电机在汽车制动元件测试系统中的应用

1 什么是步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等 2 测试系统概述 许多汽车制动元件的检测,例如液压制动系中制动主缸助力器总成的检测,气压制动系中气制动阀的检测,在测试系统中需要用到电机推动滚珠丝杠来模拟在实际汽车制动时踩下制动踏板进行制动的过程,滚珠丝杠推动主缸或者制动阀使其达到汽车制动时所需要的各种工作状态,以便来测试各种性能。而步进电机由于角位移与输入脉冲严格成正比关系,在其运动过程中没有累计误差,跟随性良好,因此选择步进电机是汽车制动元件测试系统中性能较好的执行元件。 3 系统硬件构成 汽车制动元件测试系统中,因为有气压或者液压的压力要测试,所以电磁阀、压力表、压力传感器等是必不可少的,本文只讨论步进电机作为执行元件在制动元件在测试中的应用,故略去压力测试部分。系统硬件组成有位移传感器,力传感器,步进电机;控制核心采用工控机和数据采集卡。 1.1系统硬件选型 某气制动阀检测试验台一台,步进电机选用四通电机,型号57BYG250E—SAFRMC 一0152型混合式步进电机,双极恒流、相电流为15A、2相4线、转子齿数为50齿,步

电机性能测试系统

电机性能测试系统 配置方案

测试系统简述: 磁滞测功机、磁粉测功机或电涡流测功机、伺服测功机及相关配套仪器等组成。电机性能测试系统是测试电机性能的专用测试设备,系统采用了高精度的电量传感器和高精度的JC型转矩转速传感器,可满足各种型号、各种不同等级电机·的电压、电流、频率、输入功率、功率因数、转速、转矩、输出功率、效率等进行精确测量的要求。 系统测试精度高、重复性好、运行稳定性强、并行效率高、使用寿命长、工作简便。能对电机进行空载特性、负载特性测试,具备手动与自动两种控制方式,手动控制方式即脱开计算机系统测试,自动控制方式即由计算机控制测试。自动测试系统随机提供全中文配套软件,能显示和打印输出特性曲线和数据:n=f(U、I、P1、COSφ、M、P2、η) M=f(U、I、P1、n、COSφ、P2、η) 能测试和显示以下数据:被测电机的输入电压、电流、输入功率、转矩、转速、输出功率、效率,能显示和打印输出测试数据和负载特性曲线(PDF格式导出),输出格式有多种可选择。 系统配置有磁滞测功机、磁粉测功机、电涡流测功机、智能测功机控制器、直流电参数、单相电参数、三相电参数、电机测试系统柜、电机专用测试软件、电脑打印机及工装夹具等。 具体相关配置: 1、基础配置: 电参数测量仪(直流电参数、单相电参数、三相电参数)、测功机控制器、测功机、夹具、工装; 2、实用配置: 电参数测量仪(直流电参数、单相电参数、三相电参数)、测功机控制器、测功机、夹具、工装、电机性能测试软件; 3、智能配置: 电参数测量仪(直流电参数、单相电参数、三相电参数)、测功机控制器、测功机、夹具、工业控制计算机、打印机及电机性能测试软件、电机 测试系统柜(立式或卧式)。 一、测功机基本参数:(选配测功机): 测功机实物图

步进电机在钻孔机上性能测试

步进电机在钻孔机上应用性能测试(全套方案) 钻孔机是应用于饰品加工过程中钻孔工艺的一种机器,饰品加工实现上下直线钻孔。本文小编将“TS-1101A单轴控制器”与步进电机相结合的一个低成本、高精度定位作详细的阐述: 二.工艺描述 关头性指标:深度定位精度:0.2mm 三.汉德保步进电机基本概述: 汉德保推出的一款高机能钻孔机步进电机与控制器(整套),在国内某表带客户测试其产品完全可以庖代日系品牌在行业中应用: 测试机台为:单轴钻床 测试步进型号为:3403HS60A1步进电机(定制)+ ASD545E步进电机驱动器+ 钻孔机TS-1101A单轴控制器 测试:完全达到经济性钻床的使用尺度。 ASD545E驱动器参数: 输出电流:0.54A(Min)、4.5A(Max) 输入电源电压:20VDC(Min)、50VDC(Max) 控制信号输入电流:6mA(Min)、15mA(Max) 步进脉冲频率:300KHz ASD545E驱动器具有2进制和5进制15档细分选择。单/双脉冲、脉冲/方向或

CW/CCW等控制方式可选择。和市面上大多数经济型驱动器相比,极具竞争力和吸引力。 3403HS60A1步进电机参数: ·步距角:1.8 ·额定电压:6.0 ·额定电流:6.0 ·绕线电阻:0.9 ·感应系数:6.0 ·保持转矩:8.7 ·电机长度:118 ·旋转惯量:2700 ·质量:3.8 ·步距精度:5% ·温度:80℃MAX ·环境温度:-20℃-+50℃ ·绝缘电阻:100MΩMin 500VDC ·耐压:500V AC 1minute ·径向跳动:最大0.02mm(450g负载) ·轴向跳动:最大0.08mm(450g负载) 控制器上电后,控制器主界面如下图所示: 各项参数含义如下: 位置:记录钻头(Z轴)的当前位置。 定量:当前需要加工工件的总数。 计数:当前已经加工工件的个数。 计时:上一次加工的所使用的时间。 在主界面按手动键,界面变化如下图所示: 图一

步进电机闭环控制系统

步进电机闭环控制系统

几种典型的步进电机闭环控制系统 哈尔滨工业大学 【摘要】系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点,给出了几种典型的闭环控制系统,并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。【叙词】步进电机闭环系统/高精度定位 l概述 步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一,是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移,是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展,步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中,是高科技发展的一个重要环节。 2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1- 步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下,步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制,控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点,使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。

c.闭环控制下,效率一转矩曲线提高。 d.采用闭环控制,可得到比开环控制更高的运行速度,更稳定、更光滑的转速。 e.利用闭环控制,步进电动机可自动地、有效地被加速和减速。 f.闭环控制相对开环控制在快速性方面提高的定量评价,可借助比较Ⅳ步内通过某个路径间隔的时间得出: 式中n-步进电动机转换拍数(N>n) g.应用闭环驱动,效率可增到7.8倍,输出功率可增到3.3倍,速度可增到3.6倍。 闭环驱动的步进电机的性能在所有方面均优于开环驱动的步进电动机。步进电机闭环驱动具有步进电动机开环驱动和直流无刷伺服电机的优点。因此,在可靠性要求很高的位置控制系统中,闭环控制的步进电动机将获得广泛应用。3编码器形式的步进电动机阕环控制系统步进电机的闭环控制最早是采用编码器的形式,图1是其原理示意图。初始状态,系统受一相或几相激磁而静止。开始工作后,先把目标位置送入减法计数器;然后,“起动”脉冲信号加到

电机出厂测试系统

电机出厂测试系统 依据《GB755-2008 旋转电机定额和性能》和《GB14711-2006中小型旋转电机安全要求》要求,旋转电机的主要测试试验内容包括:电气安全性能测试(绝缘电阻测试、交流/直流耐压测试和匝间冲击耐压测试)、冷态直流电阻测量、热试验、负载特性试验、空载特性试验、堵转试验、效率测量、振动及噪声测量等。 电机测试涉及的主要仪器包括:电机综合测试仪、电气安全性能测试仪、直流电阻测量仪、功率分析仪、温度测量仪、测功机、振动测试仪和噪声测量仪、交流电源、直流电源等。 其中,负载特性试验、空载特性试验、堵转试验、效率测量在电机型式试验中已经进行了,而出厂测试主要是判断电机是否可正常运转,是否存在明显质量隐患,故出厂测试关注的是电气安全性能测试(绝缘电阻测试、交流/直流耐压测试和匝间冲击耐压测试)、冷态直流电阻测量、热试验、振动及噪声测量等。 1. 绝缘电阻测试 解释:测试相线之间、相线与外壳之间的绝缘电阻。 测试目的:检查绕组之间及绕组及外壳之间有无严重漏电或短路 2. 工频耐压测试: 解释:又叫绝缘强度试验或介电强度试验,主要测试绝缘材料耐受高压交变电场的能力。 测试目的:考核电机三相之间,三相对地之间的绝缘强度。 3. 匝间绝缘测试 解释:测试绕组的层与层、匝与匝之间的绝缘情况。 测试目的:检查绕组的层与层、匝与匝之间有无严重漏电或短路 4. 在实际冷态下绕组直流电阻的测定: ●将电机在室内放置一段时间,用温度计测量电机绕组端部的温度、当所测温度与冷 却介质之差不超过2K时,则所测温度即为实际冷状态下绕组的温度,若绕组端部 或铁芯的温度无法测量时,允许用机壳的温度代替。 ●绕组的直流电阻值用双臂或单臂电桥测量。电阻在1Ω及以下时,必须采用双臂电 桥测量。 ●当采用自动检测装置以电压表法测量绕组的电阻时,流过被测绕组电流应不超过额 定电流的10%,通电时间应不超过1min。 ●测量时、电机的转子静止不动、在电机的出线端测量绕组的直流电阻。每一电阻应 测量3次,每次读数与3次读数的平均值之差应在平均值的±0.5%范围内,取其平 均值做为电阻的实际值。检查试验时、每一电阻可仅测量1次。 5. 额定参数测试 系统进行额定参数测试时,就是在额定供电电压、额定负载的情况下,电机的其他参数是否满足额定要求。通过MPT1000测功机给被试电机加一个衡定的扭矩负载,然后读取其实际转速是否达标,超过额定转速;还有看一下额定负载下电机的实际电流和额定值偏差有多大。 电机出厂测试系统能综合测试电机综合性能,速度快,效率高,节约企业成本,严把质量关是电机生产企业必不可少的检测设备。 工程技术笔记?2015 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 1

步进电机选择的详细计算过程上课讲义

步进电机选择的详细 计算过程

1,如何正确选择伺服电机和步进电机? 主要视具体应用情况而定,简单地说要确定:负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。 2,选择步进电机还是伺服电机系统? 其实,选择什么样的电机应根据具体应用情况而定,各有其特点。请见下表,自然明白。 步进电机系统伺服电机系统 力矩范围中小力矩(一般在20Nm以下)小中大,全范围 速度范围低(一般在2000RPM以下,大力矩电机小于1000RPM)高(可达5000RPM),直流伺服电机更可达1~2万转/分 控制方式主要是位置控制多样化智能化的控制方式,位置/转速/转矩方式平滑性低速时有振动(但用细分型驱动器则可明显改善)好,运行平滑 精度一般较低,细分型驱动时较高高(具体要看反馈装置的分辨率) 矩频特性高速时,力矩下降快力矩特性好,特性较硬 过载特性过载时会失步可3~10倍过载(短时) 反馈方式大多数为开环控制,也可接编码器,防止失步闭环方式,编码器反馈 编码器类型 - 光电型旋转编码器(增量型/绝对值型),旋转变压器型 响应速度一般快 耐振动好一般(旋转变压器型可耐振动)

温升运行温度高一般 维护性基本可以免维护较好 价格低高 3,如何配用步进电机驱动器? 根据电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器。对于大转矩电机,尽可能用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能。 4,2相和5相步进电机有何区别,如何选择? 2相电机成本低,但在低速时的震动较大,高速时的力矩下降快。5相电机则振动较小,高速性能好,比2相电机的速度高30~50%,可在部分场合取代伺服电机。 5,何时选用直流伺服系统,它和交流伺服有何区别? 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 6,使用电机时要注意的问题?

步进电机实验报告剖析

北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 课程名称:微机控制技术课程设计 设计课题:步进电机的控制系统 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 设计时间:2013年06月11日

北华航天工业学院电子工程系 微机控制技术课程设计任务书 姓名:专业:班级: 指导教师:职称:教授时间:2013.6.11 课程设计题目:步进电机的控制系统 设计步进电机单片机控制系统,其功能如下: 1.具有对步进电机的启停、正反转、加减速控制; 2.控制按钮分别为正转、反转、加速、减速、以及停止键; 3.能够通过三位LED数码管(或液晶显示器)显示当前的转动速度,并且由两只不同颜色的发光二极管分别指示正转和反转,因此可以清楚的显示当前转动方向和转速; 4.要求每组选择的步进电机控制字不同; 5.用单片机做控制微机; 应用软件:keil protues 成果验收形式: 1.课程设计的仿真结果 2.课程设计的报告书 参考文献: 【1】张家生. 电机原理与拖动基础【M】. 北京:北京邮电大学出版社,2006. 【2】马淑华,王凤文,张美金. 单片机原理与接口技术【M】.北京:北京邮电大学出版社,2007. 【3】顾德英,张健,马淑华.计算机控制技术【M】. 北京:北京邮电大学出版社,2006. 【4】张靖武,周灵彬. 单片机系统的PROTEUS设计与仿真【M】. 北京:电子工业出版社,2007 第16周 时间 安排 指导教师教研室主任: 2013年06 月11日

内容摘要 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件,它广泛应用于工业机械的数字控制,为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优,根据控制系统功能要求及步进电机应用环境,确定了设计系统硬件和软件的功能划分,从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计,实现了四相步进电机的正反转,急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用,系统设计了两个外部中断,以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能,也即数控机床的刀架自动进给运动,随着单片机技术的不断发展,单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,自六十年代初期以来,步进电机的应用得到很大的提高。 关键词:步进电机单片机数码管显示

步进电机实验报告

步进电机实验报告 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

Arduino步进电机实验报告 步进电机是将电信号转变为或的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。在非超载的情况下,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;同时可以通过控制来控制电机转动的和,从而达到调速的目的。 实验目的: (1)了解步进电动机工作原理。 (2)熟悉步进电机驱动器使用方法。 (3)掌握步进电动机转向控制编程。 实验要求: (1)简要说明步进电动机工作原理。 (2)熟记步进电机驱动器的使用方法。 (3)完成步进电动机转速转向控制编程与实现。 (4)提交经调试通过的程序一份并附实验报告一份。 实验准备: 1. ArduinoUNOR3开发板 Arduino是一块基于开放原始代码的Simplei/o平台,并且具有开发语言和开发环境都很简单、易理解的特点。让您可以快速使用Arduino做出有趣的东西。它是一个能够用来感应和控制现实物理世界的一套工具。它由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台,和一套为Arduino板编写程序的开发环境组成。Arduino可以用来开发交互产品,比如它可以读取大量的开关和传感器信号,并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。Arduino项目可以是单独的,也可以在运行时和你电脑中运行的程序(例如:Flash,Processing,MaxMSP)进行通讯。

电机测试系统发展新方向:电机性能综合分析

电机测试系统发展新方向:电机性能综合分析 相信经过昨天的介绍,大家都了解到控制精度对电机测试的重要性。今天小编准备和大家交流一下目前电机测试系统的发展新方向:对被测电机性能进行综合分析。这涉及到对电机的功率、能耗、谐波、三相不平衡度等特殊参数的测量,需要在传统的电机测试平台上集成功率分析仪器来实现。 传统的电机测试平台只是将不同仪器进行组合使用,对于系统来说它们只发挥了单一的测试功能。而致远电子基于对功率分析仪设计的深入认识,打破桎梏,真正将功率分析仪的顶级性能指标和强大的分析功能都毫无保留地融入到MPT 电机测试系统中,实现仪器设计与系统集成的理念融合。 1.1 业界顶级性能指标 相比于低精度、窄带宽的传统测试平台,MPT 电机测试系统融合了仪器设计与系统集成的理念,拥有高达0.01% 测量精度、1MHz 电机输入带宽、10ns 同步误差和200k 转速与转矩采样率等四大顶级性能指标,是业界最强大的电参数分析系统。 1.2 8种特色分析功能 MPT 电机测试系统支持8 种特色分析功能,可对电机的电气特性进行全面的综合分析与性能评估。 谐波分析:可对电机输入信号进行128 次谐波测量,分析电机异常的问题源头。

矢量图:直观显示两路三相信号的不平衡度、相位差等参数,可用于变频电机驱动系统中对电机驱动器输入输出三相不平衡度特性的分析。 趋势图:可测量电机各项参数的变化趋势,最大支持16项参数趋势线同时查看。

FFT分析:可对电机输入信号进行FFT 分析,分析各类高频干扰的产生原因。 波形运算:可对电机输入电压、电流的波形进行自定义公式运算,并将计算结果以波形显示。

怎样对电机性能进行测试评估

怎样对电机性能进行测试评估 在人类社会发展中使用工具是发展程度的标志。发电机,电动机使人类社会脱离了人力畜力及水力火力的现场,支撑着你我现代生活的方方面面,随着科学技术的发展对电机的性能也提出了更高的要求,那么,你是怎样对电机性能进行测试评估的呢? 一、电机的分类 电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,它的主要作用是把电能转换为机械能,作为用电器或各种机械的动力源。目前电机可以分为两类,一类是需要驱动器驱动的,包括无刷电机、伺服电机、变频,另一类就是比较传统的电机,不用驱动器驱动的,只要给个直流电或者工频交流电就能驱动的,像直流电机、三相/单相异步电机,图1为电机的分类。 图1 电机的分类 二、电机传统的测试方法 测功机是电机的主要测量设备,最初测功机只是针对电机的输入电压、电流、输出转速、扭矩进行测量,计算出电机的输入输出功率和效率。但随着电机行业的飞速发展,电机测试项目越来越多,传统的测功机已无法满足测试需求。图2为传统的测功机。 图2 传统的测功机 传统的测功机所存在的问题如下所述: 1.加载、测试响应慢,只能满足稳态测试需要,无法实现瞬态参数测量; 2.仅支持三相电信号测量,无法实现对电机及电机驱动器的系统性联调测试;

3.精度与带宽不足,无法满足电机变频控制PWM信号的测试需要; 4.电参数测试方面不具备分析功能,无法对谐波、不平衡度等参数进行测量。 三、当前电机测试方法 随着电机行业的飞速发展,电机测试项目越来越多,测功机的功能也随之丰富起来,电机行业当前需要对电机与驱动器进行完整的测试与性能分析,电机性能分析,驱动器分析以及对控制特性瞬态波形与控制响应的分析,传统的测功机是无法做到的,图3为电机行业测试的新需求。 图3 电机行业测试新需求 传统的测功机只是将不同仪器进行组合使用,只发挥单一的功能并不能对系统的综合性能有综合的评估,致远电子凭借在功率分析、电机测量领域的深入理解与长久积累,融合仪器设计与系统集成的理念,推出了具有划时代意义的MPT混合型电机测试系统,同时满足行业对电机及电机控制系统的稳态与瞬态测量需求,引领电机试验进入动态时代。 8种特色分析功能:256次谐波分析;两路矢量图实时直观显示两路三相信号的不平衡度,相位差等参数;16项趋势参数线同时查看;FFT分析;自定义公式波形运算;电机输入功率进行积分;周期分析等等,图4为致远MPT电机测试系统。

步进电机选择的详细计算过程总结

步进电机选择的详细计算过程 2011-07-25 00:13:59| 分类:默认分类|举报|字号订阅 1,如何正确选择伺服电机和步进电机? 主要视具体应用情况而定,简单地说要确定:负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。 2,选择步进电机还是伺服电机系统? 其实,选择什么样的电机应根据具体应用情况而定,各有其特点。请见下表,自然明白。

各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 6,使用电机时要注意的问题? 上电运行前要作如下检查: 1)电源电压是否合适(过压很可能造成驱动模块的损坏);对于直流输入的+/-极性一定不能接错,驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适(开始时不要太大); 2)控制信号线接牢靠,工业现场最好要考虑屏蔽问题(如采用双绞线); 3)不要开始时就把需要接的线全接上,只连成最基本的系统,运行良好后,再逐步连接。 4)一定要搞清楚接地方法,还是采用浮空不接。 5)开始运行的半小时内要密切观察电机的状态,如运动是否正常,声音和温升情况,发现问题立即停机调整。 7,步进电机启动运行时,有时动一下就不动了或原地来回动,运行时有时还会失步,是什么问题? 一般要考虑以下方面作检查: 1)电机力矩是否足够大,能否带动负载,因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机,因为步进电机不能过负载运行,哪怕是瞬间,都会造成失步,严重时停转或不规则原地反复动。 2)上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大(一般要>10mA),以使光耦稳定导通,输入的频率是否过高,导致接收不到,如果上位控制器的输出电路是CMOS电路,则也要选用CMOS输入型的驱动器。 3)启动频率是否太高,在启动程序上是否设置了加速过程,最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率,哪怕加速时间很短,否则可能就不稳定,甚至处于惰态。 4)电机未固定好时,有时会出现此状况,则属于正常。因为,实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。 5)对于5相电机来说,相位接错,电机也不能工作。 8,我想通过通讯方式直接控制伺服电机,可以吗? 可以的,也比较方便,只是速度问题,用于对响应速度要求不太高的应用。如果要求快速的响应控制参数,最好用伺服运动控制卡,一般它上面有DSP和高速

步进电机转速控制系统

课程设计报告 题 目: 步进电机转速控制显示系统 学生姓名: 陶宁 学生学号: 0908020132 1该设计要求通过程序实现单片机对电动机进行控制。共包含五个键盘,分别操控正转、反转、停止、加速、减速。并且讲电动机的转动状态反映在LCD 上。 1.3 课程设计的研究基础 2步进电机转速控制显示系统方案制定 2.1 方案提出 方案一:使用开关直接控制电动机的正反转以及转速控制,此种设计非常简便易操作,共两个开关控制。

方案一:本方案十分简单,除了实现正常的正转反转,只能实现步进电机的正转加速,还有反转减速,并不能实现正转减速或者反转加速等功能。程序设计上比较简单,实用性不大。 方案二:本方案较方案一复杂些,并且成功的实现了电机的正转加速和减速,反转的加速和减速,简单明了,控制范围更大,实用性更强。但是由于复杂性增加,程序的编写难度上就增加了。 2.3 方案论证

对于以上两个方案比较分析得出:方案二成功的实现了方案一所有的功能,而且其他功能上更加全面。使用上也更加易操作。方案一对于简单的应用可以适用,但局限性很大,有时无法实现必要的功能。 2.4 方案选择 根据以上的比较论证,选择方案二。 3 步进电机转速控制显示系统方案设计 3.1各单元模块功能介绍及电路设计 该设计分为控制模块,驱动模块,显示模块。 ,从而 —Falsh AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 1)主要特性 a.与MCS-51 兼容 b.4K字节可编程闪烁存储器 c.寿命:1000写/擦循环 d.数据保留时间:10年 e.全静态工作:0Hz-24Hz f.三级程序存储器锁定

步进电机基本工作原理

步进电机基本原理 电机将电能转换成机械能,步进电机将电脉冲转换成特定的旋转运动。每个脉冲所产生的运动是精确的,并可重复,这就是步进电机为什么在定位应用中如此有效的原因。 永磁步进电机包括一个永磁转子、线圈绕组和导磁定子。激励一个线圈绕组将产生一个电磁场,分为北极和南极,见图1所示。定子产生的磁场使转子转动到与定子磁场对直。通过改变定子线圈的通电顺序可使电机转子产生连续的旋转运动。 图2显示了一个两相电机的典型的步进顺序。在第1步中,两相定子的A相通电,因异性相吸,其磁场将转子固定在图示位置。当A相关闭、B相通电时,转子顺时针旋转90°。在第3步中,B相关闭、A相通电,但极性与第1步相反,这促使转子再次旋转90°。在第4步中,A相关闭、B相通电,极性与第2步相反。重复该顺序促使转子按90°的步距角顺时针旋转。

图2中显示的步进顺序称为“单相激励”步进。更常用的步进方法是“双相激励”,其中电机的两相一直通电。但是,一次只能转换一相的极性,见图3所示。两相步进时,转子与定子两相之间的轴线处对直。由于两相一直通电,本方法比“单相通电”步进多提供了41.1%的力

矩,但输入功率却为2倍。 半步步进 电机也可在转换相位之间插入一个关闭状态而走“半步”。这将步进电机的整个步距角一分为二。例如,一个90°的步进电机将每半步移动45°,见图4。但是,与“两相通电”相比,半步进通常导致15%~30%的力矩损失(取决于步进速率)。在每交换半步的过程中,由于其中一个绕组没有通电,所以作用在转子上的电磁力要小,造成了力矩的

净损失。 双极性绕组 双相激励介绍了利用一种“双极性线圈绕组”的方法。每相用一个绕组,通过将绕组中电流反向,电磁极性被反向。典型的两相双极驱动的输出步骤在电气原理图和图5中的步进顺序中进一步阐述。按图所

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