<track id="zxnlf"></track>
    <th id="zxnlf"><meter id="zxnlf"><noframes id="zxnlf">
    <cite id="zxnlf"></cite>

    <pre id="zxnlf"><track id="zxnlf"><progress id="zxnlf"></progress></track></pre>

      <nobr id="zxnlf"><span id="zxnlf"></span></nobr>
      <strike id="zxnlf"><ins id="zxnlf"></ins></strike>
        <thead id="zxnlf"></thead>

          <output id="zxnlf"></output>
          您好!歡迎光臨常州市辰工電器有限公司官方網站!
           ※ 返回首頁 ※ 聯系我們  ※ 在線留言
          微電機 步進電機行業知名品牌
          Micro-motor industry famous brands
          客戶咨詢服務熱線:
          13861000743
          技術支持
          您的位置: 主頁 > 新聞中心 > 技術支持 > 常州市辰工電器有限公司關于步進電機技術參數

          常州市辰工電器有限公司關于步進電機技術參數

          作者:admin    發布時間:2020-03-18 12:15     瀏覽次數 :


          旋轉磁場
          當電機定子的一相繞組通以激磁電流時,就會產生磁通,磁通的方向可以用" 法則",來確定。(用右手握住線圈,使大拇指和其余的四指垂直,如果其余的四指和電流的方向一致,那么大拇指所指的方向就是磁場的方向)。
          圖5顯示了B相激磁時磁通的路徑及對應的電流的方向,轉子于是開始排列自己的位置,以使對磁通的阻抗最小,在這種情況下,電機將沿順時針方向旋轉,使得轉子的南極和定子B相下的 極(位置2)對齊,轉子的北極和定子B相下的南極(位置6)對齊,現在我們明白,要使電機旋轉,必須對定子進行一系列的激磁,通過這種方式產生一個旋轉的磁場,在磁吸力的作用下,轉子將跟著這個磁場旋轉。
          轉矩的產生
          步進電機轉矩的產生依賴于好幾個因素:
          * 步進速率
          * 繞阻中的驅動電流
          * 驅動的方案或類型 在步進電機中,當定子和轉子的磁通相互交鏈時,就可以產生轉矩。步進電機的定子鐵芯是采用導磁高的材料制成的,和電子電路中電流集中在導體中的那種方式一樣,由于這種高導磁材料的存在,使得磁通主要集中在定子鐵芯結構所限定的磁路上,而這個結構就是確保磁通集中在定子極上。電磁通與磁密的基本關系定義如下:
          這里N = 繞阻匝數 I = 電流 H = 磁通 L = 磁通路徑的長度
          這個關系式表示:磁通密度和相應的轉矩是正比于繞組的匝數以及電流而反比于磁路長度的。從這個基本的關系式可以看出,僅僅通過改變電機繞組的參數,就可以使其轉矩輸出能力得到明顯的變化。在一篇名為《驅動電路基礎》的應用文章中,我們給出了關于繞組參數如何影響電機輸出能力的更為詳細的信息。

          相、極和步距角
          通常,步進電機是兩相的,但也存在三相和五相的一個雙極性電機有兩相,每相有一個繞組,單極性的電機也有兩相,每相一個繞組,只是每相繞組多了一個中心抽頭,單極性步進電機有時被成為"四相電機",盡管它只有兩相。
          也存在每相有兩個單獨繞組的電機,他即可以當作單極性,也可以當作雙極性來驅動。
          極可以定義為勵磁體上磁密集中的區域。圖5包含了這樣一個兩相步進電機的簡化圖例:定子每相有兩極(一對極),轉子有兩極(一對極)。實際上,定轉子結構中都會增加一些極,以增加電機每轉的步數,換句話說,就是使電機的基本(整步)步矩角更小,典型的PM進電機有12對極,即定子每相有12對極?;旌鲜讲竭M電機有一個帶齒的轉子,他的轉子鐵芯被分為兩部分,由永久磁鋼隔開,使一半的齒成為S極,而另外的一半為N極。而轉子的極對數就等于任何一半轉子的齒數。為了形成更多數目的等效極數,混合式步進電機的定子極上也有齒。(對于小極距,等效極數 = 360℃/齒距)區別于等效極的是,基本的極上是繞有繞組的。一般來講,4個基本極適用于3.6°電機,而8個極適用于1.8°和0.9°電機。
          下列轉子的極數、定子的等效極數以及相數之間的關系式可以確定一個步進電機整步時的步距角。
          NPH = 每相有效極數 = 轉子極數 Ph = 相數 N = 各相的極數之和
          如果轉子和定子的齒距不相等,那么將存在一個更為復雜的關系式。
          步進方式
          下列步進方式最為常規:
          * 單拍驅動(1相通電)
          * 整步驅動(2相通電)
          * 半步驅動(1&2相通電)
          * 微步驅動(電機電流連續變化)
          下列的討論將以圖6為參考
          在單拍驅動情況下,在任何時候只有一個繞組勵磁。當定子按照ABA′B′的順序勵磁時,轉子將按照8246的位置步進。不論是單極性還是雙極性繞法的電機,只要繞組參數相同,這種勵磁模式將導致(轉子運動到)相同的機械位置。這重驅動方式的缺點就是,繞組的利用率對于單極性只有25%,對于雙極性只有50%,也就是說你沒有獲得該電機的最大輸出力矩。
          在整步驅動情況下,任何時候都有兩相勵磁。當定子按照ABA′BA′B′AB′順序勵磁時,轉子將按照1357的位置步進,整步驅動和單相通電有相聯系的運動角度,只是機械位置上相差了半步。繞組參數相同時,單極性電機的輸出力矩要比雙極性的低,因為單極性電機只利用了繞組的一半,而雙極性電機卻利用了整個繞組。
          半步驅動綜合了單排和整步兩種驅動方式(1&2相通電)。在這種方式下,第二步只有一相通電,
          在另外一步,每極上都有一相通電。當定子按照ABAA′BA′A′B′B′AB′A的順序勵磁時,轉子的步進位置依次為12345678。
          這種運動的角度只有一相或兩相通電那種驅動方式下的步距角的一半。和一相或兩相通電驅動方式相比半步運行還可以減低共振。
          表1中,對上述驅動方式的勵磁順序作了歸納。
          在細分驅動時,繞組中的電流是不斷變化的,可以將一整步分成許多更為細小的微步。在微步這一章,可以找到關于微步驅動更為詳細的信息。

          矩角特性
          步進電機的矩角特性是指當步時電機按額定電壓(電流)勵磁時,施加在轉軸上的力矩與對應的偏移(角度)之間的關系。在理想狀態下,步進電機的矩角特性是正弦曲線(圖7)。
          當一個外加的負載作用在轉軸上時,位置A和C就表示穩定平衡點。當你將一個外力Ta作用在電機的轉軸上時,就會產生一個對應的偏移角度a,這個偏移角度a是超前角還是滯后角,取決于電機是加速還是減速狀態。在施加負載的作用下停止時,它將保持在一個被定義為偏移角的位置上。電機產生的力矩Ta,對應于所施加的外國以平衡負載。當負載增加時,偏移角也相應增加直到達到電機的最大保持轉矩Th,一旦超過電機將進入一個不穩定區域。在這個區域力矩產生反向,轉子將越過不平衡點到達下一個平衡點。
          偏移角度由下列關系式確定:
          Z = 轉子齒距角 Ta = 負載轉矩
          Th = 電機額定轉矩 X = 偏移角度
          因此,如果你對表示帶負載電機的平衡位置的肯距角誤差覺得有問題的話,可以通過改變電機的"剛性"來改善。這可以通過電機的額定轉距來實現,通過圖8我們可以看到這一影響。對一個恒定負載,增加保持轉矩可以使滯后角從2偏移到1。
          步距角精度
          步進電機作為一個定位裝置如此流行的一個原因就是它的精度和重復性。典型的步進電機的步矩角精度是一步的3%-5%。這一誤差在步與步之間不會積累。步進電機的精度主要由受其零部件精度及裝配的影響。
          a.步矩角誤差(Step Position Error)
          當電機從一個保持位置旋轉到下一步時產生的最大正向或反向位置誤差。
          b.位置誤差(Positional Error)
          電機從起始位置步進N次(N = 360°/步矩角),測量每一步到起始位置的角度。如果第N步的位置到起始位置之間的角度是N,誤差是DN,這里:
          DN = N - (步矩角)* N
          盡管位置誤差是最大值和最小值之間的差異,但它通常用±號表示,就是:
          重復位置誤差 (Hysteresis Positional Error)
          是指在兩個方向測得的位置誤差值。

          機械參數、負載、磨擦力及慣量
          步進電機系統(驅動器及電機)的性能高度依賴于負載的機械參數。而這個負載被定義為電機所驅動的,它一般是指磨擦、慣量或兩者的綜合。
          磨擦力是由于表面的不均勻產生的相互磨擦對運動的阻力。在整個一步過程中,需要一個最小的力矩(至少等于磨擦力)來克服這個磨擦力。增加磨擦負載,將降低最大速度,減小加速度,增大位置誤差,如果減小磨擦負載將得到相反的結果。
          步進電機轉子的振動將隨磨擦和慣量負載的大小而變化,因此可以通過機械阻尼器的方式來降低轉子振動。但是, 通常采用更為簡單的電子阻尼的方法來削弱這種不必要的轉子振動,例如變整步驅動為半步驅動。
          轉矩、速度特性
          對一個特定的應用,速度和力矩之間的關系特性是正確選擇電機和驅動的關鍵。這些特性取決于電機,勵磁模式,驅動器的類型或驅動的方法。典型的"速度--力矩曲線"如圖10所示。
          要更好地理解這一曲線,需要定義一些與之相關的概念。

          保持轉矩(Holding Torque)
          電機在鎖定時能產生的最大力矩。
          牽入曲線(Pull-In Curve)
          起動曲線定義的范圍是一個被稱為起停的區域。這是電機在帶負載的情況下,能夠瞬時起停且不失去同步的最大頻率。
          最大起動頻率(Maximum Start Rate)
          指不加負載時的最大起動頻率。
          牽入曲線(Pull-Out Curve)
          牽出曲線定義的范圍是一個被稱為運轉的區域。它是指電機能夠不失步地運行到的最大頻率。既然這個區域在牽入區域以外,那么電機必須通過一個階段(rampe加速或減速)才能進入這個區域。
          最大運行頻率(Maximum Slew Rate)
          指電機不加負載時的最大運行頻率。
          牽入特性的變化取決于負載。負載慣量越大,牽入區域越小,從曲線的形狀可以看出步進頻率對步進電機轉矩輸出能力的影響。隨著速度的增加,輸出轉矩將會減小,這是由于在高速時電機的電感成為電路的支配要素。
          速度--力矩曲線形狀的變化極大程度上所用驅動器的形式,對一個給定的電機,采用愛立信的芯片制成的雙極性斬波驅動電路,可以達到最佳的速度--力矩特性。大部分電機生產商都為其電機提供了速度--力矩曲線。弄清楚電機生產廠商對所給的速度--力矩性能曲線所采用的驅動器的類型或方法是非常重要的,因為對于一個給定的電機,其矩頻特性由于所用驅動方法的不同將有明顯的變化。

          單步響應和共振
          步進電機的單步響應特性如圖11所示。
          給電機施加一個步進脈沖時,轉子的動作方式如上述曲線所示,步進時間正是當第一個步進脈沖施加時,電機轉軸轉過一個步矩角所花費的時間。這個步進時間高度依賴與轉矩與慣量(負載)的比值以及所采用的驅動器的類型。
          既然力矩是偏移(角度)的函數,那么加速度同樣也是。在轉動的步進增量較大時,對應的力矩較大,因此加速度也比較大。這就會引起如圖11所示的過沖和反復,經過設定時間 后,這些振蕩或反復將逐漸終止。而在某些應用中不期望有這種現象。通過電機的微步驅動,可以減弱甚至 除這一特性。關于微步驅動的詳細內容請參考微步驅動這一章節。
          在某一特定頻率,步進電機會出現共振現象。這可以看作是在某一速度下由于力矩喪失或降低而造成的丟步或失去同步。而這會發生在輸入的步進脈沖頻率和轉子的自振頻率一致時,通常共振的區域在100-200pps左右,在高頻率段也有。共振現象是由步進電機的基本結構所決定的,不可能完全消除。不過它同樣也取決于負載條件??梢酝ㄟ^半步或微步驅動模式來削弱(共振)。

          [返回]   
          Copyright © 2020-2021 常州市辰工電器有限公司 版權所有  備案號:蘇ICP備11021243號