步进電(diàn)机常见问题及解决方法
文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:8725发表时间:2021-04-01
1、什么是步进電(diàn)机?
步进電(diàn)机是—种将電(diàn)脉冲转化為(wèi)角度位移的执行机构。通俗点讲:当步进驱动器接收到—个脉冲信号,它就驱动步进電(diàn)机按设定的方向转动一个固定的角度(及步距角)。您可(kě)以通过控制脉冲数来控制角度位移呈,从而达到准确定位的目的;同时您可(kě)以通过控制脉冲频率来控制電(diàn)机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的
2、步进電(diàn)机分(fēn)為(wèi)哪几种
步进電(diàn)机分(fēn)為(wèi)三种:永磁式(PM)tI反应式(VR)和混合式(HB)
永磁式步进電(diàn)机一般分(fēn)為(wèi)两相,转矩和體(tǐ)积较小(xiǎo),步距角一般為(wèi)7.5度或15度
反应式步进電(diàn)机一般分(fēn)為(wèi)三相,可(kě)实现大转矩输出,步距角一般為(wèi)1.5度,但噪音和振动都很(hěn)大。在欧美等发达國(guó)家80年代已被淘汰。
保持转矩是指步进電(diàn)机通電(diàn)但没有(yǒu)转动时定子锁住转子的力矩。它是步进電(diàn)机最重要的参数之—,通常步进電(diàn)机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进電(diàn)机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,所有(yǒu)保持转矩就成為(wèi)了衡量步进電(diàn)机最重要的参数之—。比如,当人们说2N?m的步进電(diàn)机,在没有(yǒu)特殊说明的情况下是指保持转矩為(wèi)2N?m的步进電(diàn)机
4、什么是定位力矩?
DETENT TORQUE是指步进電(diàn)机没有(yǒu)通電(diàn)的情况下,定子锁住转子的力矩。
DETENT TORQUE在國(guó)内没有(yǒu)统一的翻译方式,容易使大家产生误解:由千反应式步进電(diàn)机的转子不是永磁材料,所以它没有(yǒu)DETENTTORQUE。
5、步进電(diàn)机精度為(wèi)多(duō)少,是否累积?
—般步进電(diàn)机的精度為(wèi)步距角的3-5%,且不累积
6、步进電(diàn)机的外表温度允许达到多(duō)少?
步进電(diàn)机的温度过高首先会使電(diàn)机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至千失步,因此電(diàn)机外表允许的最高温度应取决千不同電(diàn)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(yǒu)的甚至高达慑氏200度以上,所有(yǒu)步进電(diàn)机外表温度在80-90度完全正常。
7、為(wèi)什么步进電(diàn)机的力矩会随着转速的上升而下降?
当步进電(diàn)机转动时,電(diàn)机各相绕组的電(diàn)感将形成一个反向電(diàn)动势:频率越高,反向電(diàn)动势越大。在它的作用(yòng)下,電(diàn)机随频率(或速度)的增大而相電(diàn)流减小(xiǎo),从而导致力矩下降。
8、為(wèi)什么步进電(diàn)机低速时可(kě)以正常运转,但若高千—定的速度就无法启动,并伴有(yǒu)啸叫声?
步进電(diàn)机有(yǒu)一个技术参数:空载启动频率,即步进電(diàn)机在空载情况下能(néng)够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,電(diàn)机不能(néng)正常启动,可(kě)能(néng)发生丢步或堵转。在有(yǒu)负载的情况下,启动频率应更低。如果要使電(diàn)机达到高速转动,脉冲频率应该有(yǒu)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(電(diàn)机转速从低速升到高速)。
9、如何克服两相混合式步进電(diàn)机在低速运转时的振动和噪声?
步进電(diàn)机低速运转时振动和噪声大是其固有(yǒu)的缺点,—般可(kě)采用(yòng)以下方案来克服:
A如步进電(diàn)机正好在共振區(qū),可(kě)通过改变减速比等机械传动避开共振區(qū);
B采用(yòng)带有(yǒu)细分(fēn)功能(néng)的驱动器,这是最常用(yòng)的、最简便的方法;
C换成步距角更小(xiǎo)的步进電(diàn)机,如三相或五相步进電(diàn)机;
D换成交流伺服電(diàn)机,几乎可(kě)以完全克服震动和噪声,但成本较高;
E在電(diàn)机轴上加磁性阻尼器,市场上已有(yǒu)这种产品,但机械结构改变较大。
10、细分(fēn)驱动器的细分(fēn)数能(néng)否代表精度?
步进電(diàn)机的细分(fēn)技术实质上是一种電(diàn)子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进電(diàn)机的低频振动,提高電(diàn)机的运转精度只是细分(fēn)技术的一个附带功能(néng)。比如对步距角為(wèi)1.8o°的两相混合式步进電(diàn)机,如果细分(fēn)驱动器的细分(fēn)数设置為(wèi)4,那么電(diàn)机的运转分(fēn)辨率為(wèi)每个脉冲0.45o°'電(diàn)机的精度能(néng)否达到或接近0.45o°'还取决千细分(fēn)驱动器的细分(fēn)電(diàn)流控制精度等其它因素。不同厂家的细分(fēn)驱动器精度可(kě)能(néng)差别很(hěn)大;细分(fēn)数越大精度越难控制。
11四相混合式步进電(diàn)机与驱动器的串联接法和并联接法有(yǒu)什么區(qū)别?
四相混合式步进電(diàn)机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可(kě)以采用(yòng)串联接法或并联接法将四相電(diàn)机接成两相使用(yòng)。串联接法一般在電(diàn)机转速较低的场合使用(yòng),此时需要的驱动器输出電(diàn)流為(wèi)電(diàn)机相電(diàn)流的0.7倍,因而電(diàn)机发热小(xiǎo);井联接法—般在電(diàn)机转速较高的场合使用(yòng)(又(yòu)称高速接法),所需要的驱动器输出電(diàn)流為(wèi)電(diàn)机相電(diàn)流的1.4倍,因而電(diàn)机发热较大。
12、如何确定步进電(diàn)机驱动器的直流供電(diàn)電(diàn)源?
A 電(diàn)压的确定:混合式步进電(diàn)机驱动器的供電(diàn)電(diàn)源電(diàn)压—般是—个较宽的范围,電(diàn)源電(diàn)压通常根据電(diàn)机的工作转速
和响应要求来选择。如果電(diàn)机工作转速较高或响应要求较快,那么電(diàn)压取值也高,但注意電(diàn)源電(diàn)压的纹波不能(néng)超过驱动器的最大输入電(diàn)压,否则可(kě)能(néng)损坏驱动器。
B. 電(diàn)流的确定:供電(diàn)電(diàn)源電(diàn)流一般根据驱动器的输出相電(diàn)流I来确定。如果采用(yòng)線(xiàn)性電(diàn)源,電(diàn)源電(diàn)流一般可(kě)取I的1.1-1.3倍;如果采用(yòng)开关電(diàn)源,電(diàn)源電(diàn)流一般可(kě)取I的1.5-2.0倍。
13、混合式步进電(diàn)机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用(yòng)?
当脱机信号FREE為(wèi)低電(diàn)平时,驱动器输出到電(diàn)机的電(diàn)流被切断,電(diàn)机转子处于自由状态(脱机状态)。在有(yǒu)些自动化设备中,如果在驱动器不断電(diàn)的情况下要求直接转动電(diàn)机轴(手动方式),就可(kě)以将FREE信号置低,使電(diàn)机脱机,进行手动操作或调节。手动完成后,再将FREE信号詈高,以继续自动控制。
14、如何用(yòng)简单的方法调整两相步进電(diàn)机通電(diàn)后的转动方向?
只需将電(diàn)机与驱动器接線(xiàn)的A+与A-(或者B+与B-)对调即可(kě)。
步进電(diàn)机是—种将電(diàn)脉冲转化為(wèi)角度位移的执行机构。通俗点讲:当步进驱动器接收到—个脉冲信号,它就驱动步进電(diàn)机按设定的方向转动一个固定的角度(及步距角)。您可(kě)以通过控制脉冲数来控制角度位移呈,从而达到准确定位的目的;同时您可(kě)以通过控制脉冲频率来控制電(diàn)机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的
2、步进電(diàn)机分(fēn)為(wèi)哪几种
步进電(diàn)机分(fēn)為(wèi)三种:永磁式(PM)tI反应式(VR)和混合式(HB)
永磁式步进電(diàn)机一般分(fēn)為(wèi)两相,转矩和體(tǐ)积较小(xiǎo),步距角一般為(wèi)7.5度或15度
反应式步进電(diàn)机一般分(fēn)為(wèi)三相,可(kě)实现大转矩输出,步距角一般為(wèi)1.5度,但噪音和振动都很(hěn)大。在欧美等发达國(guó)家80年代已被淘汰。
混合式步进電(diàn)机是指混合了永磁式和反应式的优点。
保持转矩是指步进電(diàn)机通電(diàn)但没有(yǒu)转动时定子锁住转子的力矩。它是步进電(diàn)机最重要的参数之—,通常步进電(diàn)机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进電(diàn)机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,所有(yǒu)保持转矩就成為(wèi)了衡量步进電(diàn)机最重要的参数之—。比如,当人们说2N?m的步进電(diàn)机,在没有(yǒu)特殊说明的情况下是指保持转矩為(wèi)2N?m的步进電(diàn)机
4、什么是定位力矩?
DETENT TORQUE是指步进電(diàn)机没有(yǒu)通電(diàn)的情况下,定子锁住转子的力矩。
DETENT TORQUE在國(guó)内没有(yǒu)统一的翻译方式,容易使大家产生误解:由千反应式步进電(diàn)机的转子不是永磁材料,所以它没有(yǒu)DETENTTORQUE。
5、步进電(diàn)机精度為(wèi)多(duō)少,是否累积?
—般步进電(diàn)机的精度為(wèi)步距角的3-5%,且不累积
6、步进電(diàn)机的外表温度允许达到多(duō)少?
步进電(diàn)机的温度过高首先会使電(diàn)机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至千失步,因此電(diàn)机外表允许的最高温度应取决千不同電(diàn)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(yǒu)的甚至高达慑氏200度以上,所有(yǒu)步进電(diàn)机外表温度在80-90度完全正常。
7、為(wèi)什么步进電(diàn)机的力矩会随着转速的上升而下降?
当步进電(diàn)机转动时,電(diàn)机各相绕组的電(diàn)感将形成一个反向電(diàn)动势:频率越高,反向電(diàn)动势越大。在它的作用(yòng)下,電(diàn)机随频率(或速度)的增大而相電(diàn)流减小(xiǎo),从而导致力矩下降。
8、為(wèi)什么步进電(diàn)机低速时可(kě)以正常运转,但若高千—定的速度就无法启动,并伴有(yǒu)啸叫声?
步进電(diàn)机有(yǒu)一个技术参数:空载启动频率,即步进電(diàn)机在空载情况下能(néng)够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,電(diàn)机不能(néng)正常启动,可(kě)能(néng)发生丢步或堵转。在有(yǒu)负载的情况下,启动频率应更低。如果要使電(diàn)机达到高速转动,脉冲频率应该有(yǒu)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(電(diàn)机转速从低速升到高速)。
9、如何克服两相混合式步进電(diàn)机在低速运转时的振动和噪声?
步进電(diàn)机低速运转时振动和噪声大是其固有(yǒu)的缺点,—般可(kě)采用(yòng)以下方案来克服:
A如步进電(diàn)机正好在共振區(qū),可(kě)通过改变减速比等机械传动避开共振區(qū);
B采用(yòng)带有(yǒu)细分(fēn)功能(néng)的驱动器,这是最常用(yòng)的、最简便的方法;
C换成步距角更小(xiǎo)的步进電(diàn)机,如三相或五相步进電(diàn)机;
D换成交流伺服電(diàn)机,几乎可(kě)以完全克服震动和噪声,但成本较高;
E在電(diàn)机轴上加磁性阻尼器,市场上已有(yǒu)这种产品,但机械结构改变较大。
10、细分(fēn)驱动器的细分(fēn)数能(néng)否代表精度?
步进電(diàn)机的细分(fēn)技术实质上是一种電(diàn)子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进電(diàn)机的低频振动,提高電(diàn)机的运转精度只是细分(fēn)技术的一个附带功能(néng)。比如对步距角為(wèi)1.8o°的两相混合式步进電(diàn)机,如果细分(fēn)驱动器的细分(fēn)数设置為(wèi)4,那么電(diàn)机的运转分(fēn)辨率為(wèi)每个脉冲0.45o°'電(diàn)机的精度能(néng)否达到或接近0.45o°'还取决千细分(fēn)驱动器的细分(fēn)電(diàn)流控制精度等其它因素。不同厂家的细分(fēn)驱动器精度可(kě)能(néng)差别很(hěn)大;细分(fēn)数越大精度越难控制。
11四相混合式步进電(diàn)机与驱动器的串联接法和并联接法有(yǒu)什么區(qū)别?
四相混合式步进電(diàn)机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可(kě)以采用(yòng)串联接法或并联接法将四相電(diàn)机接成两相使用(yòng)。串联接法一般在電(diàn)机转速较低的场合使用(yòng),此时需要的驱动器输出電(diàn)流為(wèi)電(diàn)机相電(diàn)流的0.7倍,因而電(diàn)机发热小(xiǎo);井联接法—般在電(diàn)机转速较高的场合使用(yòng)(又(yòu)称高速接法),所需要的驱动器输出電(diàn)流為(wèi)電(diàn)机相電(diàn)流的1.4倍,因而電(diàn)机发热较大。
12、如何确定步进電(diàn)机驱动器的直流供電(diàn)電(diàn)源?
A 電(diàn)压的确定:混合式步进電(diàn)机驱动器的供電(diàn)電(diàn)源電(diàn)压—般是—个较宽的范围,電(diàn)源電(diàn)压通常根据電(diàn)机的工作转速
和响应要求来选择。如果電(diàn)机工作转速较高或响应要求较快,那么電(diàn)压取值也高,但注意電(diàn)源電(diàn)压的纹波不能(néng)超过驱动器的最大输入電(diàn)压,否则可(kě)能(néng)损坏驱动器。
B. 電(diàn)流的确定:供電(diàn)電(diàn)源電(diàn)流一般根据驱动器的输出相電(diàn)流I来确定。如果采用(yòng)線(xiàn)性電(diàn)源,電(diàn)源電(diàn)流一般可(kě)取I的1.1-1.3倍;如果采用(yòng)开关電(diàn)源,電(diàn)源電(diàn)流一般可(kě)取I的1.5-2.0倍。
13、混合式步进電(diàn)机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用(yòng)?
当脱机信号FREE為(wèi)低電(diàn)平时,驱动器输出到電(diàn)机的電(diàn)流被切断,電(diàn)机转子处于自由状态(脱机状态)。在有(yǒu)些自动化设备中,如果在驱动器不断電(diàn)的情况下要求直接转动電(diàn)机轴(手动方式),就可(kě)以将FREE信号置低,使電(diàn)机脱机,进行手动操作或调节。手动完成后,再将FREE信号詈高,以继续自动控制。
14、如何用(yòng)简单的方法调整两相步进電(diàn)机通電(diàn)后的转动方向?
只需将電(diàn)机与驱动器接線(xiàn)的A+与A-(或者B+与B-)对调即可(kě)。
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