步进电机基本原理讲解

合集下载

步进电机的驱动原理

步进电机的驱动原理

步进电机的驱动原理
步进电机的驱动原理可以通过以下几点来解释:
1. 电磁驱动:步进电机内部通常包含多个线圈,每个线圈都有一对电极。

通过交替通电来激励这些线圈,可以产生磁场。

这个磁场与固定磁铁或其他线圈的磁场相互作用,从而使电机转动。

2. 步进角度:步进电机的转动一般是围绕其轴心以一定的步进角度进行的。

这个步进角度是由电机的结构和驱动信号决定的。

常见的步进角度有1.8度、0.9度、0.72度等。

通过适当的电
流驱动和控制信号,可以实现电机按照这些角度进行准确的转动。

3. 控制信号:步进电机一般需要外部的电流驱动器或控制器来提供适当的电流和控制信号。

这些控制信号通常是脉冲信号,通过改变脉冲的频率、宽度和方向,可以控制电机的转动速度和方向。

4. 开环控制:步进电机的控制通常是开环控制,即没有反馈回路来监测电机的实际位置和速度。

控制信号是基于预先设定的脉冲数目和频率来驱动电机的。

因此,步进电机在运行过程中可能存在累积误差,特别是在高速运动或长时间运行的情况下。

总而言之,步进电机的驱动原理是通过控制电流、改变磁场以及控制信号的脉冲,实现电机按照设定的步进角度进行准确转动的过程。

步进电机的脉冲信号原理

步进电机的脉冲信号原理

步进电机的脉冲信号原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移的特殊电机。

其原理是通过控制电路发送脉冲信号来控制电机的运行,每接收到一个脉冲信号,电机就会转动一定的角度。

下面详细介绍步进电机的脉冲信号原理。

步进电机的脉冲信号原理主要包括以下几个方面:1. 步进电机的基本工作原理步进电机是一种能够按照一定的步进角度旋转的电动机。

它通过将电脉冲信号转换成机械运动来实现转动。

在步进电机中,有一个旋转部件(转子)和一个定位部件(定子)。

定子由多个线圈组成,每个线圈都有两个相交的磁极。

转子上有多个磁极和凸起的刻度。

通电时,定子的线圈会产生一个旋转的磁场,使得转子的磁极受到吸引或排斥力,从而实现步进转动。

2. 脉冲信号对步进电机的控制步进电机的转动需要通过控制电路来发送脉冲信号。

控制电路可以通过数字信号或模拟信号来实现。

脉冲信号的频率和脉冲个数决定了步进电机转动的速度和角度。

通常,每个脉冲信号都对应着一定的步进角度,称为步距角。

例如,如果一个步进电机的步距角为1.8度,那么每接收到一个脉冲信号,电机就会转动1.8度。

3. 步进电机的控制模式步进电机的控制可以分为全步进控制和半步进控制两种模式。

全步进控制模式下,每接收到一个脉冲信号,步进电机就会转动一个完整的步距角。

而半步进控制模式下,每接收到一个脉冲信号,步进电机会转动半个步距角,从而实现更加精确的控制。

4. 步进电机的驱动方式步进电机的驱动方式主要有两种:单相驱动和双相驱动。

在单相驱动中,只有一组线圈被激活,其他线圈断开。

当线圈被激活时,电流会通过线圈产生磁场,吸引或排斥转子。

当脉冲信号切换到下一相时,上一个相断开,下一个相激活,电机就会转动一定的角度。

而在双相驱动中,两组线圈被同时驱动,可以实现更高的转动速度和扭矩。

5. 步进电机的应用领域步进电机由于其精确性、可控性和易于控制的特点,被广泛应用于各种自动控制系统中。

例如,机械设备中的定位、打印机中的纸张进纸、数控设备中的精确位置控制等。

步进电机控制原理

步进电机控制原理

步进电机控制原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。

在非超载的情况下,电机的转速、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。

一、步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推,A、B、C、D 四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示:a. 单四拍b. 双四拍c八拍51单片机驱动步进电机的方法:驱动电压12V,步进角为7.5度. 一圈360 度, 需要48 个脉冲完成!该步进电机有6根引线,排列次序如下:1:红色、2:红色、3:橙色、4:棕色、5:黄色、6:黑色。

步进电机结构及工作原理

步进电机结构及工作原理

步进电机结构及工作原理步进电机是一种特殊的电动机,它可以通过电脉冲控制精确地旋转一定角度,并且不需要传统的反馈系统。

步进电机主要由定子、转子和控制电路组成。

1. 定子步进电机的定子通常由两个或多个绕组组成,每个绕组都被连接到一个相位驱动器上。

这些绕组被排列在定子上,并且相互之间呈90度的偏移角度。

当驱动器向一个绕组发送脉冲时,该绕组会产生一个磁场,吸引转子中的磁铁。

2. 转子步进电机的转子通常由磁铁或永磁体构成。

当定子中的绕组被激活时,它们会产生一个磁场,吸引或排斥转子中的磁铁。

这种作用力使得转子沿着旋转方向移动一定角度。

3. 控制电路步进电机的控制电路通常由微处理器、计数器和驱动器构成。

微处理器负责计算出需要发送给驱动器的脉冲序列,并将其发送到计数器中进行计数。

当计数器达到预设值时,它会向驱动器发送一个脉冲,激活定子中的绕组。

工作原理:步进电机的工作原理基于磁场的相互作用。

当定子中的绕组被激活时,它们会产生一个磁场,吸引或排斥转子中的磁铁。

这种作用力使得转子沿着旋转方向移动一定角度。

每次激活定子中的一个绕组都会使得转子旋转一定角度,这个角度通常称为步进角。

步进电机可以通过改变脉冲序列和频率来控制旋转速度和方向。

当需要逆时针旋转时,只需要改变脉冲序列的顺序即可。

此外,步进电机还可以通过微处理器控制来实现精确的位置控制和速度调节。

总结:步进电机是一种特殊的电动机,它可以通过电脉冲控制精确地旋转一定角度,并且不需要传统的反馈系统。

步进电机主要由定子、转子和控制电路组成。

当驱动器向一个绕组发送脉冲时,该绕组会产生一个磁场,吸引或排斥转子中的磁铁。

这种作用力使得转子沿着旋转方向移动一定角度。

步进电机可以通过改变脉冲序列和频率来控制旋转速度和方向,并且可以通过微处理器控制来实现精确的位置控制和速度调节。

步进电机的工作原理及应用

步进电机的工作原理及应用

步进电机的工作原理及应用一、步进电机的工作原理步进电机是一种通过电脉冲信号控制旋转角度的电动机,它以固定的步距运动,因此被广泛应用于需要精确位置控制的场合。

步进电机的工作原理可以简单地归纳为两种类型:可变磁性步进电机和磁电磁步进电机。

1. 可变磁性步进电机可变磁性步进电机是利用永久磁石的磁性来实现步进运动的。

它由固定的定子和旋转的转子组成,其中转子上有多对磁极,每对磁极之间夹着一对相间的绕组。

当绕组中通入电流时,会在定子上产生磁场,与转子上的磁场相互作用,从而使转子发生旋转。

通过控制电流的通断,可以精确控制步进电机的角度。

2. 磁电磁步进电机磁电磁步进电机是利用电磁铁的磁性来实现步进运动的。

它由定子、转子和磁性材料制成的垫片组成。

定子上有多个电磁铁,负责产生磁场。

通过控制电磁铁的通断,可以使转子发生旋转。

与可变磁性步进电机相比,磁电磁步进电机具有扭矩大、加速快、响应速度高的优点。

二、步进电机的应用步进电机由于具有精确控制旋转角度的能力,被广泛应用于各个领域。

以下列举了几个主要的应用领域:1. 自动化设备步进电机常常被用于自动化设备中,如数控机床、自动化生产线等。

它可以通过精确的控制步距来实现位置定位、装配、切割等工作。

2. 3D打印在3D打印中,步进电机被用于控制打印头的移动,从而实现复杂的打印形状。

通过高精度的步进控制,可以打印出精细的细节和复杂的结构。

3. 机器人步进电机在机器人中扮演着重要的角色,用于控制机器人的关节运动。

通过精确的步进控制,可以实现机器人的精准定位和灵活运动。

4. 医疗设备步进电机在医疗设备中也有广泛的应用,如医疗机器人、手术器械等。

它可以精确控制医疗设备的运动,从而提高医疗操作的准确性和安全性。

5. 智能家居在智能家居领域,步进电机被用于控制窗帘、卷闸门等家居设备的开关。

通过步进控制,可以实现远程、自动化的操作。

6. 汽车行业步进电机也广泛应用于汽车行业,如汽车座椅调节、车窗升降等。

步进电机工作原理

步进电机工作原理

步进电机工作原理步进电机是一种常用的电机类型,它能够将电能转换成机械运动,广泛应用于电子设备、机器人、自动控制和数码设备等领域,是现代化生产制造和智能化系统的重要组成部分。

那么,步进电机工作原理是什么呢?下面,我们来详细了解一下。

一、步进电机的基本概念步进电机,也称作脉冲电机、节拍电机、定位电机等,是一种由电脉冲控制旋转角度或移动距离的电机。

它通过控制电脉冲的频率和顺序,来控制电机旋转的角度和步进的距离。

步进电机是一种数字控制电机,需要使用数字逻辑控制芯片或单片机进行控制。

步进电机通常由转子、定子、传动机构、驱动电路和控制系统组成,其中转子和定子是步进电机的核心部件。

转子是由多个磁极组成的,定子则是由绕组和磁铁芯组成的。

步进电机的运动是由定子和转子的磁性作用所引起的。

二、步进电机的工作原理1、磁极的排列和控制步进电机的转轴上有若干个定量的磁极,一般称之为步数。

在某些情况下,如可编程型步进电机,步数可任意调节。

电机的旋转原理是通过不断翻转电磁铁的极性,使转子在几个磁极之间按顺序分别吸引和排斥,从而产生转动的力矩。

2、磁性的转换和电流的控制步进电机的磁性转换是通过定子和转子之间磁场的吸引和排斥作用所实现的。

当通过一个完整的正弦周期电流后,磁极之间相对的位置不会变化,但后面的周期中,所谓的下一步,就是指磁极的相对位置发生了变化。

在步进电机运动过程中,控制电路会通过绕组施加不同的电流,来操纵转子的运动。

电流的变化可以导致磁场的极性变化,转子随之按照预定的步数顺序旋转。

电机转动的精度和稳定性都与电流的控制有关。

3、脉冲控制步进电机的运动是由一定的脉冲频率和脉冲顺序控制的。

控制器会将以往与转子运动有关的信息预先编码成指令序列,这些指令在控制电路的作用下,逐一发送给电机。

每一个指令都会对应一定量的脉冲信号,这些信号会传输到电机的驱动电路中,通过变化电流来控制电机的运动。

三、步进电机的分类步进电机的分类较多,常见的分类如下:1、单相步进电机单相步进电机只有一个储能元件,也称单相杆式步进电机。

步进电机的工作原理

步进电机的工作原理

步进电机的工作原理步进电机是一种常见的电动机,广泛应用于各种机械和自动化设备中。

它以其精准的控制和高度可靠性而受到青睐。

本文将介绍步进电机的基本原理和工作方式。

1. 基本工作原理步进电机是一种将电能转换为机械能的设备,通过电磁原理实现驱动。

其基本构造包括定子与转子。

定子通常由两种或多种电磁线圈组成,这些线圈按照特定的顺序被激活。

转子则是由一组磁体组成,以使定子磁电流激活时能产生磁通。

2. 单相步进电机单相步进电机也称为单相混合式步进电机。

它具有两个电磁线圈,相位差为90度。

当线圈被激活时,会产生磁场。

根据磁场的相互作用,电机转子就可以旋转到一个新的位置。

单相步进电机的工作原理是通过改变线圈通电的顺序来控制运动。

3. 双相步进电机双相步进电机是一种更为常见的类型,它具有四个电磁线圈,相位差为90度。

每个线圈都可以单独激活,控制电机的运动。

在双相步进电机中,每次只有两个线圈被激活,以产生磁场。

通过交替激活不同的线圈,可以实现电机的旋转。

双相步进电机具有较高的转矩和精确的位置控制能力。

4. 步进电机的特点步进电机具有以下几个特点:4.1 准确定位:通过激活特定的线圈顺序,步进电机可以以特定的角度准确旋转,从而实现准确定位。

4.2 高度可编程:步进电机通过控制电流和脉冲的频率来控制转动速度和转动方向。

4.3 高度精密:由于线圈的激活顺序可以精确控制,步进电机可以实现非常精确的运动。

4.4 无需反馈系统:相比其他类型的电机,步进电机无需附加的位置反馈系统即可实现精确控制。

5. 应用领域由于其精准的控制和高度可靠性,步进电机在许多领域得到广泛应用,包括:5.1 3D打印机:步进电机用于控制打印头在XYZ轴上的位置,从而实现精确的打印。

5.2 CNC机床:步进电机用于控制刀具的位置和转动角度,从而实现自动化的数控加工。

5.3 机器人:步进电机用于控制机器人的运动,包括旋转和定位。

5.4 线性驱动器:步进电机也可以应用于线性驱动器,实现对物体位置的精确控制。

步进电机的工作原理

步进电机的工作原理

步进电机的工作原理步进电机是一种特殊的电动机,具有精准定位、高可靠性和良好的响应性能等特点,在各种自动化设备中得到广泛应用。

那么,步进电机是如何工作的呢?本文将详细介绍步进电机的工作原理。

1. 概述步进电机是将电脉冲信号转化为机械转动的电动机。

它的转角位置移动是以固定的步进角度进行的。

步进电机主要由定子和转子组成,定子上有若干个电磁绕组,转子则有若干个磁极。

2. 电磁绕组原理步进电机的定子上有若干对对称排列的电磁绕组,每一对绕组都可以视为一个电磁铁(磁极)。

电流通入绕组时会产生磁场,当绕组的磁场发生变化时,会对转子上的磁极产生吸引或排斥作用。

3. 磁极原理步进电机的转子上有若干对对称排列的磁极,每一对磁极都可以视为一个磁铁。

当与定子上的绕组产生电流时,定子绕组的磁场就会对转子磁极产生作用。

根据磁场的吸引或排斥,转子上的磁极会按照一定的步进角度发生转动。

4. 工作原理步进电机通过控制电流在定子绕组的开闭来实现转子的转动。

控制电流的方式有两种:全步进控制和半步进控制。

4.1 全步进控制全步进控制是控制电流按照固定的步长变化,使得转子按照一个完整的步进角度进行转动。

步进电机一般采用双极性驱动模式,即两相绕组的电流方向相反。

通过控制两相绕组的电流通断,可以实现转子的正转、反转和停止。

4.2 半步进控制半步进控制是在全步进控制的基础上,通过改变驱动信号的方式,使得转子每步的步角减半。

半步进控制方式可以实现步进电机的更精细定位。

5. 驱动方式步进电机常用的驱动方式有两种:电流驱动和脉冲驱动。

5.1 电流驱动电流驱动是通过直接控制绕组的电流来实现转子的转动。

控制电流大小和方向可以调节步进电机的速度和方向。

5.2 脉冲驱动脉冲驱动是通过发送脉冲信号来控制步进电机的转动。

脉冲信号的频率和脉冲数可以调节步进电机的旋转速度和移动距离。

6. 应用领域步进电机广泛应用于机床、打印机、纺织机械、机器人、数码相机、激光切割机等自动化设备中。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

步进电机基本原理讲解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,这确实是步进电机什么缘故在定位应用中如此有效的缘故。

永磁步进电机包括一个永磁转子、线圈绕组和导磁定子。

鼓舞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〝单相鼓舞〞步进。

更常用的步进方法是〝双相鼓舞〞,其中电机的两相一直通电。

然而,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。

然而,与〝两相通电〞相比,半步进通常导致15%~30%的力矩缺失〔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,因此作用在转子上的电磁力要小,造成了力矩的净缺失。

双极性绕组双相鼓舞介绍了利用一种〝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。

按图所示,转换只利用绕组简单地改变电流的方向,就能改变该组的极性。

单极性绕组另一常用绕组是单极性绕组。

其一个电极上有两个绕组,这种联接方式为当一个绕组通电时,产生一个北极磁场;另一个绕组通电,那么产生一个南极磁场。

因为从驱动器到线圈的电流可不能反向,因此可称其为单极绕组。

该步进顺序见图6所示。

该设计使得电子驱动器简单化。

然而,与双极性绕组相比,其力矩大约少30%,因为励磁线圈仅被利用了一半。

共振由于电机是一个弹性体系统,因此步进电机有一个固有谐振频率。

当步进速率等于电机的固有频率时,电机可能会产生听得见的噪音变化,同时振动增加。

共振点将随应用场合和负载而变化,但共振点通常显现在70~120步/秒之间的某一位置。

在严峻情形下,电机在振荡点邻近可能会失步。

改变步进速率是幸免系统中与共振有关的许多问题的最简单的方式。

另外,半步或微步驱动通常也能够减少共振问题。

当加减速时,要尽可能快地越过共振区。

力矩一个特定的旋转步进电机所产生的力矩是下述参数的函数:● 步进速率● 通过绕组的电流● 所使用的驱动器的种类〔直线电机所产生的力也取决于这些因素。

〕力矩是摩擦力矩〔Tf〕和惯性力矩〔Ti〕之和。

T=Tf+Ti摩擦力矩〔oz-in或g-cm〕为所要求移动一个载荷的力〔单位为oz或g〕乘上用于驱动载荷的力杆臂〔r〕的长度〔单位为了in或cm〕〔见图8所示〕。

Tf=F.r惯性力矩〔Ti〕为所要求用于加速负载〔单位为:g-cm2〕的力矩。

Ti=I(ω/t)πθK其中:I=惯量,单位:g-cm2ω=步进速率,单位:步数/秒t=时刻,单位:秒θ=步距角度,单位:度K=常数:97.73应该注意到的是:当电机的步进速率增加时,电机的反向电动势〔EMF〕也增加。

其限制了电流,并导致可使用的输出力矩的减少。

选择适当的电机为了选择适当的电机,必须考虑几种因素。

是要求线性运动依旧要求旋转运动?以下为选择一个电机时应考虑的一些差不多要求的清单。

这将有助于确定是否要使用一个直线电机,依旧要使用一个旋转电机。

旋转电机直线电机要求多大力矩?要求多大力?工作周期是多少?工作周期是多少?所期望的步距角是多少?所期望的步进增量是多少?步进速率或转速〔RPM〕是多少?步进速率或行程速度是多少?双极性或单极性线圈?双极性或单极性线圈?线圈电压?线圈电压?定位力距或保持力矩要求?断电时螺杆须保持位置或可反向移动?是否有尺寸限制?是否有尺寸限制?所期望的寿命要求是多少?所期望的寿命要求是多少?工作环境温度是多少?工作环境温度是多少?滑动轴承或滚珠轴承?固定轴或贯穿轴式?径向载荷和轴向载荷?驱动器的类型?驱动器的类型?交流同步电机步进电机也可在交流〔AC〕下运行。

然而,其中一相必须通过一个适当选择的电容器而得电。

在这种情形下,电机限制为仅有一个同步速度。

例如,假如电源频率为60赫兹,那么电源有120次反向或变更。

通过电容器通电的相位也按照偏移时刻顺序而产生相同数量的变更。

电机已按相当于240步/秒的速率真正通电。

关于1.8°的旋转电机,要求200个步长来完成一个旋转〔200SPR〕。

这就成了72转/分〔RPM〕的同步电机。

关于直线电机,所产生的线性速度取决于电机每步的辨论率。

例如,假如向0.001英寸/步的电机通60赫兹的电源,那么所获得的速度为0.240英寸/秒〔240步/秒乘0.001英寸/步〕。

驱动器步进电机的运行需要有一些外部的电气零件。

这些零件通常有电源、逻辑程序器、开关元件和时钟脉冲源,以确定步进速率。

许多商用驱动器差不多将这些零件组合成了一个整体。

一些差不多的驱动器设备仅有末级功率级,而没有能够产生适当步进顺序的电子操纵器。

双极性驱动方式关于具有四根引线的两相双极性电机,这是专门普遍的驱动方式。

在一个完整的驱动器/操纵器中,电子元件交替地使每相电流反向。

其步进顺序见图5所示。

单极性驱动方式该驱动方式要求每相上具有一个中间抽头〔6根引线〕的电机。

与使每相中的电流反向不同的是,该驱动只需将电流从每相中的一个线圈转换到另一个线圈〔图6〕。

通过绕组的改变使电机内部的磁场转变方向。

该方案用于简单驱动,但每次仅利用了绕组的一半。

与相当的双极性电机相比,这使旋转电机产生的力矩或直线电机产生的力大约低了30%。

L/R驱动方式这种类型的驱动也可称为恒压驱动。

大多数的这类驱动器能够配置成运行双极性或单极性步进电机。

L/R代表电感〔L〕与电阻〔R〕之间的电气关系。

电机线圈阻抗与步进速率之比由这些参数所确定。

L/R驱动器应将电源输出电压与电机线圈额定电压相匹配,以适应连续负载工作。

许多差不多公布的电机性能曲线是以施加在电机引线上满载额定电压为基础的。

电源输出电压级别必须设置到足够高,以补偿驱动器电路内部的电压降失,以达到最正确的连续运行。

大多数步进电机的性能水平在短时工作制下能够通过增加所施加的电压来加以提高。

这通常称为〝过度驱动〞电机。

当过度驱动一个电机时,工作周期中必须有足够的定期断电时刻〔不施加电源〕,以防止电机温升超过承诺范畴。

斩波驱动方式斩波驱动方式承诺步进电机在较高的速度下坚持比L/R驱动方式更大的力矩或力。

斩波驱动器是一个恒定电流驱动器,通常为双极性类型。

斩波驱动器是通过快速接通和关闭〔断路〕输出电源,以操纵电机电流而得名的。

关于该设置,能够使用低阻抗电机线圈和最大电源电压,现在,驱动器将传递最正确性能。

作为一样原那么,为猎取最正确性能,电源和额定电机电压之间所举荐的比率为8:1。

在本名目中作性能曲线时使用了8:1的比率。

微步驱动方式许多双极性驱动器拥有微步进的功能。

微步进是以电子方式将一个整步长分成较小的步长。

例如,一个直线电机的一个步长为0.001英寸,将其驱动到每步具有10个微步,如此,一个微步将为0.0001英寸。

微步有效地减少了电机的步进增量。

然而,与一个全步长的精确度相比,每个微步的精确度具有更大的百分比误差。

和全步长一样,微小步进的增量误差也是非累积的。

在大部分情形下,微步驱动的目的是为了减弱或排除步进电机的低步振动。

疲劳/寿命适当应用时,HSI的直线电机可提供多达2千万次的循环,HSI的旋转电机可提供长达25,000小时的运行。

电机最终的疲劳和综合寿命由每个用户的具体应用情形决定。

下述定义对明白得电机寿命和疲劳是重要的。

连续工作制:在额定电压下连续运行电机。

25%工作制:在L/R驱动上以双倍的额定电压运行电机,电机通电时刻大约为25%。

电机产生的输出比在额定电压下运行大约要多60%。

注意,工作周期与施加在电机上的负载无关。

寿命:直线电机的寿命为电机能在指定的负载下运动,并坚持步进精确度的循环次数。

旋转电机的寿命为工作小时数。

一个周期:直线电机的一个周期包括伸出以及缩回到初始位置的整个动作。

关于如何选择适当的电机并确保其最长寿命,有一些通用的准那么。

差不多上,如要在一个给定的系统中确定一个步进电机的性能,最好在〝现场条件〞下,或在紧密接近这些条件的场合中进行最终组装测试。

由于步进电机没有电刷所产生的磨损,因此其寿命通常超过了该系统中的其它机械零件。

假如步进电机失效,那么其可能与某些零件有关。

轴承和导向螺杆/螺母接合处通常是要经受疲劳的首要零件〔在直线电机中〕。

所要求的力矩或推力以及工作环境是阻碍这些电机零件的因素。

假如电机在其额定力矩或推力下,或接近其额定力矩或推力下运行,那么其寿命将受到阻碍。

HSI的测试说明电机寿命随工作负载的降低降低而呈指数增加。

一样而言,电机应设计成在其最大负载能力的40%~60%下运行。

一些环境因素,如高湿度、暴露于苛性化学制品中、大量的污垢/碎片以及热量,都会阻碍电机的寿命。

组装中一些机械因素,如直线电机中轴的侧向负载或旋转电机中的不平稳负载等,也将对电机寿命造成不利阻碍。

假如在短时工作制下使用电机,并向电机施加过度的电压,那么〝通电〞时刻应保证其温升不超过电机的最大温升。

假如电机没有足够的〝断电〞时刻,将会产生太多的热量,以致绕组过热,最终导致电机失效。

设计一个能将这些因素降低到最小的系统将确保电机的最大寿命。

将寿命最大化的第一步是选择一个安全系数为2或更大的电机。

第二步是通过将侧向负载、不平稳的负载和冲击载荷降低到最小来保证系统具有良好的机械性能。

该系统也应消散热量。

关于有散热装置的电机或设备来说,周围的气流通常是要紧的散热方式。

假如系统中存在苛性化学品,那么必须对电机和其它所有零件加以防护。

最后,在〝现场条件〞下测试电机及其组件将确保应用的适当性。

假如遵守了这些准那么,HSI直线电机将在广泛的领域内提供可靠的操作。

假如您在设计上需要关心,HSI的应用工程师将关心您在我们的电机上获得最大的寿命和最正确的性能。

总结多年来,步进电机一直被许多领域所使用,随着小型化、运算机操纵和降低成本的趋势,〝混合式〞步进电机的使用正日益广泛。

相关文档
最新文档