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怎么确定步进电机脉冲频率

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怎么确定步进电机脉冲频率

怎么确定步进电机脉冲频率

步进电机驱动及控制技术解答

南京步进电机厂技术部

1.步进电机为什么要配步进电机驱动器才能工作?

步进电机作为一种控制精密位移及大范围调速专用的电机, 它的旋转是以自身固有的步距角角(转子与定子的机械结构所决定)一步一步运行的, 其特点是每旋转一步,步距角始终不变,能够保持精密准确的位置。所以无论旋转多少次,始终没有积累误差。由于控制方法简单,成本低廉,广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行需要有脉冲分配的功率型电子装置进行驱动, 这就是步进电机驱动器。它接收控制系统发出的脉冲信号,按照步进电机的结构特点,顺序分配脉冲,实现控制角位移、旋转速度、旋转方向、制动加载状态、自由状态。控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就能够驱动步进电机旋转一个步距角。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。角位移量与脉冲个数相关。步进电机停止旋转时,能够产生两种状态:制动加载能够产生最大或部分保持转矩(通常称为刹车保持,无需电磁制动或机械制动)及转子处于自由状态(能够被外部推力带动轻松旋转)。步进电机驱动器,必须与步进电机的型号相匹配。否则,将会损坏步进电机及驱动器。

2.什么是驱动器的细分?运行拍数与步距角是什么关系?

“细分”是针对“步距角”而言的。没有细分状态,控制系统每发一个步进脉冲信号,步进电机就按照整步旋转一个特定的角度。步进电机的参数,都会给出一个步距角的值。如110BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这是步进电机固有步距角。通过步进电机驱动器设置的细分状态,步进电机将会按照细分的步距角旋转位移角度,从而实现更为精密的定位。以110BYG25 0A电机为例,列表说明:

电机固有步距角运行拍数细分数电机运行时的真正步距角

0.9°/1.8°8 2细分,即半步状态0.9°

0.9°/1.8°20 5细分状态0.36°

0.9°/1.8°40 10细分状态0.18°

0.9°/1.8°80 20细分状态0.09°

0.9°/1.8°160 40细分状态0.045°

可用看出,细分数就是指电机运行时的真正步距角是固有步距角(整步)的几分指一。例如,驱动器工作

在10细分状态时,其步距角只有步进电机固有步距角的十分之一。当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,步进电机旋转1.8°;而用细分驱动器工作在10细分状态时,电机只转动了0. 18°。其实,细分就是步进电机按照微小的步距角旋转,也就是常说的微步距控制。当然,不同的场合,有不同的控制要求。并不是说,驱动步进电机必须要求细分。有些步进电机的步距角设计为3.6°、7.5°、1 5°、36°、180°,就是为了加大步距角,以适应特殊的工况条件。细分功能,只是是由驱动器采用精确控制步进电机的相电流方法,与步进电机的步距角无关,而与步进电机实际工作状态相关。

运行拍数与驱动器细分的关系是:运行拍数指步进电机运行时每转一个齿距所需的脉冲数。例如:110 BYG250A电机有50个齿,如果运行拍数设置为160,那么步进电机旋转一圈总共需要50×160=8000步;对应步距角为360°÷8000=0.045°。这就是驱动器设置为40细分状态。对于用户来说,没有必要去计算几步几拍,这是生产厂家配套的事情。用户只要知道:控制系统所发出的脉冲率数,除以细分数,就是步进电机整步运行的脉冲数。例如:步进电机的步距角为1.8°时,每秒钟200个脉冲,步进电机就能够在一秒钟内旋转一圈;当驱动器设置为40细分状态,步进电机每秒钟旋转一圈的脉冲数,就要给到8000个。

3.驱动器细分有什么好处?

步进电机驱动器采用细分功能,能够消除步进电机的低频共振(震荡)现象,减少振动,降低工作噪音。随着驱动器技术的不断提高,当今,步进电机在低速工作时的噪音已经与直流电机相差无几。低频共振是步进电机(尤其是反应式电机)的固有特性,只有采用驱动器细分的办法,才能减轻或消除。

利用细分方法,又能够提高步进电机的输出转矩。驱动器在细分状态下,提供给步进电机的电流显得“持续、强劲”,极大地减少步进电机旋转时的反向电动势。

驱动器的细分功能,改善了步进电机工作的旋转位移分辨率。因此,步进电机的步距角,就没有必要做得更小。选择现有的常规标准步距角的步进电机,配置40细分以下的驱动器,就能够完成精密控制任务。由于步进电机步距角的原因,驱动器的细分数再加大,已经没有实际意义。通常,选择5、8、10、16、2 0细分,就能够适应各种工控要求。

4.步进电机的运行方向有几种方法调整?

平时,采用三种方法来该变步进电机的旋转方向。

一、改变控制系统的方向信号,即高电平或低电平。

二、对于有两路脉冲输入的驱动器,改变脉冲的顺序。

三、调整步进电机其中一组线圈的两个线头位置,重新接入驱动器。具体方法见下表:

电机接线方式原来接线序列换向后接线序列

两相四线A,A',B,B' A',A,B,B'或者A,A',B',B

三相三线A,B,C B,A,C或者A,C,B

三相六线A,A',B,B',C,C' B,B',A,A',C,C'或者A,A',C,C',B,B'

五相五线A,B,C,D,E E,D,C,B,A

5.四相六根和八根线的,如何使用两相四线驱动器?

四相混合式步进电机,可以认为是二相混合式步进电机。多组线圈多个抽头,是为了适应不同工况条件而设计的。由于步进电机的线圈,与转速、转矩有着密切的关系。高速与低速工作的步进电机参数有所不同。通常,高速步进电机的电感要求小一点,低速工作时要求大一点的电感量。但是,这也不是绝对的。更多的实际应用,还考虑权衡其它众多相关因素。下面就几种步进电机的线圈绕组及出线,采用双极性驱动器,说明接线方法:

两相四线电机:1 和2为一相,分别接A和/A;3和4为一相,分别接B和/B。参考下图:

四相六线电机,两种方法接线:

一、1和2为一相,分别接A和/A;5和6为一相,分别接B和/B。

3和4不用,分别悬空(不要相连)。

二、1、3为一相,定义A、/A;4、6为一相,定义为B、/B。2和5分别悬空不用(不要相连)。

参考下图:

四相八线电机,有两种接法。

并联接法:1和3相连=A,2和4相连=/A;5和7相连=B,6和8相连=/B。

联接法:1和4为一相,分别接A和/A;2、3连接好不用;5、8为一相,分别接B、/B,6、7连接好不用。

参考下图:

6.四相五线步进电机如何接驱动器?

上述四相六线、八线步进电机,都可在生产过程中,接为五线制,适应特殊需要。驱动器就要选择单极性驱动方式,例如HSM8672单极性步进电机驱动器。如上图:四相六线步进电机的2、5并联为一条线接公共电源;四相八线步进电机的2、3、6、7并联为一条线接公共电源。其它四条线分别接:A、/A、B、/B。

7.电机在低速运行时正常,为何稍高一点的频率略就会堵转?

步进电机跑高速需要高电压支持。步进电机的工作电压,能够适应在较大范围内调整。只要将输入电压加高一点,就可以解决。但是,要特别注意驱动器的输入电压不能高于驱动器电源端标注的最高电压,否则,会烧毁驱动器。

8.接线全部完好,为何开机时步进电机在抖动而不能运行?

步进电机只能够由数字信号控制运行的,当脉冲提供给驱动器时,在过于短的时间里,控制系统发出的脉冲数太多,也就是脉冲频率过高,将导致步进电机堵转。要解决这个问题,必须采用加减速的办法。就是说,在步进电机起步时,要给逐渐升高的脉冲频率,减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的“加减速”方法。

步进电机转速度,是根据输入的脉冲信号的变化来改变的。从理论上讲,给驱动器一个脉冲,步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)。实际上,如果脉冲信号变化太快,步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用,转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化,将导致堵转和丢步。所以步进电机在高速启动时,需要采用脉冲频率升速的方法,在停止时也要有降速过程,以保证实现步进电机精密定位控制。加速和减速的原理是一样的。下面就加速实例加以说明:

加速过程,是由基础频率(低于步进电机的直接起动最高频率)与跳变频率(逐渐加快的频率)组成加速曲线(降速过程反之)。跳变频率是指步进电机在基础频率上逐渐提高的频率,此频率不能太大,否则会产生堵转和丢步。加减速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线,当然也可采用直线或正弦曲线等。使用单片机或者PLC,都能够实现加减速控制。对于不同负载、不同转速,需要选择合适的基础频率与跳变频率,才能够达到最佳控制效果。指数曲线,在软件编程中,先算好时间常数存贮在计算机存贮器内,工作时指向选取。通常,完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间,对绝大多数步进电机来说,很难实现步进电机的高速旋转。

很多工控场合,要求步进电机运行平稳、振动小、噪音低、瞬间完成执行指令、高精度定位,都需要在编写软件时使用加减速方法。脉冲频率的不同时间常数,对于某个工控现场步进电机的运行,将会产生不同的控制效果。这就要求控制程序的编写人员,深入了解控制要求,明确运动目标,做到锦上添花,力求完美。

9.有些场合,步进电机为何还要闭环控制?

本来步进电机,使用开环控制,能够省去很多检测、反馈器件及控制电路,以简单的控制方法,价廉物美的优势,取代很多伺服电机的控制。尤其在低速控制(3000转/分钟以下)环境中,使用步进电机精密控制,有很好的性价比。就是采用闭环控制,其成本也要远低于伺服电机的控制系体成本。在某些工控环境中,负载有可能会随机发生过载现象,使用步进电机开环控制,就会发生丢步。此时,控制系统无法知

道丢了多少步,继续按照既定目标工作,导致工作失误。这样,就要求在步进电机带动的主轴上安装旋转编码器,或者安装光电探头、磁敏探头、行程开关等器件,来识别位移物体是否到位,采集到的信号反馈到控制系体,适时修正工作参数,指令步进电机准确动作。

10.控制器与驱动器的连线是否要求屏蔽?

如果只有步进电机一种动力源的工控环境,通常不需要将信号线屏蔽。当步进电机周围,有其它动力源或能够产生干扰信号的高压电磁场,就必须将信号线屏蔽,以保证控制信号的指令,能够正确指令步进电机运动。只要控制信号线中有任何由外部干扰源产生的跳变信号,电流强度达到几个毫安,能够推动光耦合,就能够致使步进电机误动作。因此,为保证步进电机正确执行指令,最好将控制器与驱动器连线加以屏蔽。

11.远距离控制步进电机如何布线?

步进电机与驱动器之间的连线、控制器与驱动器之间的连线,都允许延长。主要测算好电压衰减参数,补偿信号衰减,都能够实现远距离控制步进电机。

12.步进电机与驱动器之间的连线是否要求屏蔽?

绝大多数的工控环境中,无需屏蔽。某些特殊的工控环境中,由于高压强磁场的干扰,还是要求采用屏蔽保护。

步进电机的计算与选型---实用计算

步进电机的计算与选型 对于步进电动机的计算与选型,通常可以按照以下几个步骤: 1) 根据机械系统结构,求得加在步进电动机转轴上的总转动惯量eq J ; 2) 计算不同工况下加在步进电动机转轴上的等效负载转矩eq T ; 3) 取其中最大的等效负载转矩,作为确定步进电动机最大静转矩的依据; 4) 根据运行矩频特性、起动惯频特性等,对初选的步进电动机进行校核。 1. 步进电动机转轴上的总转动惯量eq J 的计算 加在步进电动机转轴上的总转动惯量eq J 是进给伺服系统的主要参数之一,它对选择电动机具有重要意义。eq J 主要包括电动机转子的转动惯量、减速装置与滚珠丝杠以及移动部件等折算到电动机转轴上的转动惯量等。 2. 步进电动机转轴上的等效负载转矩eq T 的计算 步进电动机转轴所承受的负载转矩在不同的工况下是不同的。通常考虑两种情况:一种情况是快速空载起动(工作负载为0),另一种情况是承受最大工作负载。 (1)快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩eq1T eq1amax f 0T =T +T +T (4-8) 式中 amax T ——快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩,单位为N ·m ; f T ——移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩,单位N ·m ; 0T ——滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩,单位为N ·m 。 具体计算过程如下: 1)快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩: amax eq 2T =J =60eq m a J n t πε (4-9) 式中 eq J ——步进电动机转轴上的总转动惯量,单位为2kg m ?; ε——电动机转轴的角加速度,单位为2/rad s ; m n ——电动机的转速,单位r/min ; a t ——电动机加速所用时间,单位为s ,一般在0.3~1s 之间选取。 2)移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩: f T =2F i πη摩h P (4-10)

步进电机脉冲数计算

步进电机脉冲数计算 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

步进电机一个脉冲运动距离怎么算 步进电机一个脉冲运动距离怎么算能不能给个公式在举个例子 答案: 用360度去除以步距角,就是电机转一圈的脉冲数,当然如果细分的话,还要乘以细分倍数。电机转一圈丝杠前进一个导程,用导程除以一圈的脉冲数就是脉冲运动距离。 第一步确定步进电机的步距角,这个电机上会标明的。比如说,度,则一个圆周360/=200,也就是说电机旋转一周需要200个脉冲。第二步确定电机驱动器设了细分细分没有,查清细分数,可以看驱动器上的拨码。比如说4细分,则承上所述,200*4=800,等于说800个脉冲电机才旋转一周。第三步确定电机轴一周的长度或者说导程:如果是丝杠,螺距*螺纹头数=导程,如果是齿轮齿条传动,分度圆直径(m*z)即为导程,导程/脉冲个数=一个脉冲的线位移。什么是细分呢和几相是一个意思吗和 几相没关系吗 细分和相数没关系。以度为例,原来一个脉冲走度,现在改为4细分,那么现在一个脉冲只能走4度了。细分越多,每个脉冲的步进长度越短。细分的多少可由驱动器设置。 控制步进电机转多少最主要你得通过步进电机步距角度计算出电机转一圈需要多少脉冲,比如步距角度为°则电机转一圈需要给步进电机驱动器360/=400个脉冲,转半圈就是200个脉冲。步进电机驱动器资料你先了解下! 步进电机转速则通过改变脉冲频率来控制,用plc的pwm输出控制是比较方便的,速度的快慢不影响步进电机的行程,行程多少取决于脉冲数量。

注意一点步进电机速度越快转矩越小,请根据你的应用调节速度以防失步,造成走位不准确。步进电机是接收步进驱动器给过来的脉冲信号,比如两相的步进,AB相分别轮流输出正反脉冲(按一定顺序),步进电机就可以运行了,相当于一定的脉冲步进马达对应走一定旋转角度。而PLC也可以发出脉冲,但脉冲电压不够,所以需要把PLC输出的脉冲给步进驱动器放大来驱动步进驱动器,相当于PLC的脉冲就是指令脉冲。一般PLC驱动步进时候有两路信号,一路是角度脉冲,另外一路是方向脉冲,PLC里边一般配所谓位移指令,发梯形脉冲给步进驱动器,这样可以缓冲启动带来的力冲击。

步进电机选用计算方法

步进电机的选用计算方法 步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。 关键词:步进电机,选择,工作原理,控制电路 选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。 选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。 选择步进电机需要进行以下计算: (1)计算齿轮的减速比 根据所要求脉冲当量,齿轮减速比i计算如下: i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步进电机的步距角(o/脉冲) S ---丝杆螺距(mm) Δ---(mm/脉冲) (2)计算工作台,丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。 Jt=J1+(1/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2] (1-2) 式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2) J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2) Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s2) W---工作台重量(N) S ---丝杆螺距(cm) (3)计算电机输出的总力矩M M=Ma+Mf+Mt (1-3)

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

步进电机——步进电机选型的计算方法

步进电机——步进电机选型的计算方法 步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数,因此,这里只给出比较简单的计算方法。 ◎驱动模式的选择 驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。 下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间,驱动和定位时间,电机的选型基于模式图。 ●必要脉冲数的计算 必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算: 必要脉冲数= 物体移动的距离 距离电机旋转一周移动的距离× 360 o 步进角 ●驱动脉冲速度的计算 驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。 驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。 (1)自启动运行方式 自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。 自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。同时,因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化,所以这种方式需要较大的加/减速力矩。 自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下: 驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数[脉冲]

定位时间[秒] (2)加/减速运行方式 加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动,经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度,运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。 加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。在加/减速运行方式中,因为速度变化较小,所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下: 必要脉冲数-启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒] 驱动脉冲速度[Hz]= 定位时间[秒]-加/减速时间[秒] ◎电机力矩的简单计算示例 必要的电机力矩=(负载力矩+加/减速力矩)×安全系数 ●负载力矩的计算(TL) 负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。步进电机驱动过程中始终需要此力矩。负载力矩根据传动装置和物体的重量的不同而不同。许多情况下我们无法得到精确的系统参数,所以下面只给出了简单的计算方法。 负载力矩可以根据下面的图表和公式来计算。 (1)滚轴丝杆驱动

怎么确定步进电机脉冲频率

怎么确定步进电机脉冲频率 步进电机驱动及控制技术解答 南京步进电机厂技术部 1.步进电机为什么要配步进电机驱动器才能工作? 步进电机作为一种控制精密位移及大范围调速专用的电机, 它的旋转是以自身固有的步距角角(转子与定子的机械结构所决定)一步一步运行的, 其特点是每旋转一步,步距角始终不变,能够保持精密准确的位置。所以无论旋转多少次,始终没有积累误差。由于控制方法简单,成本低廉,广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行需要有脉冲分配的功率型电子装置进行驱动, 这就是步进电机驱动器。它接收控制系统发出的脉冲信号,按照步进电机的结构特点,顺序分配脉冲,实现控制角位移、旋转速度、旋转方向、制动加载状态、自由状态。控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就能够驱动步进电机旋转一个步距角。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。角位移量与脉冲个数相关。步进电机停止旋转时,能够产生两种状态:制动加载能够产生最大或部分保持转矩(通常称为刹车保持,无需电磁制动或机械制动)及转子处于自由状态(能够被外部推力带动轻松旋转)。步进电机驱动器,必须与步进电机的型号相匹配。否则,将会损坏步进电机及驱动器。 2.什么是驱动器的细分?运行拍数与步距角是什么关系? “细分”是针对“步距角”而言的。没有细分状态,控制系统每发一个步进脉冲信号,步进电机就按照整步旋转一个特定的角度。步进电机的参数,都会给出一个步距角的值。如110BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这是步进电机固有步距角。通过步进电机驱动器设置的细分状态,步进电机将会按照细分的步距角旋转位移角度,从而实现更为精密的定位。以110BYG25 0A电机为例,列表说明: 电机固有步距角运行拍数细分数电机运行时的真正步距角 0.9°/1.8°8 2细分,即半步状态0.9° 0.9°/1.8°20 5细分状态0.36° 0.9°/1.8°40 10细分状态0.18° 0.9°/1.8°80 20细分状态0.09° 0.9°/1.8°160 40细分状态0.045° 可用看出,细分数就是指电机运行时的真正步距角是固有步距角(整步)的几分指一。例如,驱动器工作

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

步进电机选型的计算方法[1]

步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数,因此,这里只给出比较简单的计算方法。 ◎驱动模式的选择 驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。 下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间,驱动和定位时间,电机的选型基于模式图。 ●必要脉冲数的计算 必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算: 必要脉冲数= 物体移动的距离 距离电机旋转一周移动的距离× 360 o 步进角 ●驱动脉冲速度的计算 驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。 驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。 (1)自启动运行方式 自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。 自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。同时,因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化,所以这种方式需要较大的加/减速力矩。 自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下: 驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数[脉冲] 定位时间[秒]

(2)加/减速运行方式 加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动,经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度,运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。 加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。在加/减速运行方式中,因为速度变化较小, 所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下: 必要脉冲数-启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒] 驱动脉冲速度[Hz]= 定位时间[秒]-加/减速时间[秒] ◎电机力矩的简单计算示例 必要的电机力矩=(负载力矩+加/减速力矩)×安全系数 ●负载力矩的计算(T L) 负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。步进电机驱动过程中始终需要此力矩。负载力矩根据传动装置和物体的重量的不同而不同。许多情况下我们无法得到精确的系统参数,所以下面只给出了简单的计算方法。 负载力矩可以根据下面的图表和公式来计算。 (1)滚轴丝杆驱动

步进电机脉冲计算方法

步进电机的脉冲数的计算-1 2009-06-28 09:38 步进电机——步进电机选型的计算方法 步进电机——步进电机选型的计算方法 步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数,因此,这里只给出比较简单的计算方法。 ◎驱动模式的选择 驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。 下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间,驱动和定位时间,电机的选型基于模式图。 ●必要脉冲数的计算 必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算: 必要脉冲数=物体移动的距离 距离电机旋转一周移动的距离 × 360 o 步进角 ●驱动脉冲速度的计算 驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。 驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。 (1)自启动运行方式 自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。 自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。同时,因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化,所以这种方式需要较大的加/减速力矩。 自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下: 驱动脉冲速度[Hz]=必要脉冲数[脉冲]定位时间[秒] (2)加/减速运行方式加

号接口: CP+ 步进脉冲信号正端 CP- 步进脉冲信号负端 DIR+ 方向电平信号正端 DIR- 方向电平信号负端 EN+ 使能电平信号正端 EN- 使能电平信号负端 CW+ 正向步进脉冲信号正端 CW- 正向步进脉冲信号负端 CCW+ 反向步进脉冲信号正端 CCW- 反向步 进脉冲信号负端 指示灯: Power 电源指示灯(绿灯) No ready 未准备好指示灯(红灯) 拨位开关设定: 1-4位 设定电机每转步数(细分数) 5位 设定步进脉冲信号方式,0-单脉冲,1-双脉冲 6位 设定是否允许半电流,0-不允许,1-允许 7-10位 设定输出电流值 电机接口: U V W 连接三相混合式步进电机 电源接口: AC110V-220V 交流电源功率不小于600W ,50~60Hz 请勿直接接入电网,应使用隔离变压器供电 接地保护端 PE 如果供电电源无隔离变压器,必须使驱动器和电机可靠接地,但要求使用隔离变压器供电 未准备好输出: 为一继电器的触点,准备好为闭合 未准备好为打开

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

步进电机选用计算方法

步进电机选用计算方法 步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。 选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。 选择步进电机需要进行以下计算: (1)计算齿轮的减速比 根据所要求脉冲当量,齿轮减速比i计算如下: i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步进电机的步距角(o/脉冲) S ---丝杆螺距(mm) Δ---(mm/脉冲) (2)计算工作台,丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。 Jt=J1+(1/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2] (1-2) 式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2) J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2)

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?

步进电机转速与频率计算公式

步进电机转速与频率计 算公式 集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

步进电机的转速可以用频率来控制,步进电机的运行频率跟转速成正比,可以通过计算公式,计算出步进电机的转速。步进电机转速=频率*60/((360/T)*x) 步进电机的转速单位是:转/分 频率单位是:赫兹 x实指细分倍数 T:固有步进角 举例说明: 步进电机采用整步,即1细分;频率1K,即1000赫兹;套用公式:1000*60/200= 300转/分 注意事项:此公式适应于两相步进电机。 步进电机空载最高转速的真正意义是什么 发布者:admin 发布时间:2010-4-12 阅读:474次 两相步进电机的空载转速最高可以达到2000转/分钟以上,不过它只是一个参考值,没有什么实际意义,因为步进电机的转矩随着转速的升高下降很快,转速高到一定程度时力矩几乎为零。步进电机在整步无细分情况下(每200个脉冲转一圈)提高时钟频率,人们往往发现电机在远未达到空载最高速度时即发生堵转,以至于搞不清最高转速到底是多少,甚至怀疑自己的系统是否正常,这就是其中的真正原因所在。 步进电机在低速下的运行性能才有实际意义,一般是每分钟300转到600转,考虑到用户使用机械减速装置带负载,要使电机提供足够的力矩,电机的常态速度常常被选择在每分钟几十转,此时电机供力大、效率高、噪音低,至于振动问题,则要靠增加驱动器细分的方法加以解决了。 最高空载转速的计算公式为: 空载转速(转/分)=60 乘以时钟频率 / 200乘以细分数 (M是细分数) 假如M=16,时钟频率=150KHZ 则最高空载转速约等于2800转/分钟 即60乘以150000,再除以200与16的积,得出的结果。

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

步进电动机的步距角计算方法

步进电动机的步距角计算方法 步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应 用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。 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。 永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为度或15度; 反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为度,但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。 混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为度而五相步进角一般为度。这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。 步进电机的一些基本参数: 电机固有步距角:

它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如SL86S2114A型电机给出的值为°/°(表示半步工作时为°、整步工作时为°),这个步距角可以称之为'电机固有步距角',它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。 步进电机的相数: 是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为°/°、三相的为°/°、五相的为°/°。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则'相数'将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。 保持转矩(HOLDINGTORQUE): 是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电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,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为的步进电机。 DETENTTORQU E: 是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENTTORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENTTORQUE。 步进电机的一些特点: 1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。 2.步进电机外表允许的最高温度。

步进电机脉冲数计算

步进电机一个脉冲运动距离怎么算? 步进电机一个脉冲运动距离怎么算?能不能给个公式在举个例子? 答案: 用360度去除以步距角,就是电机转一圈的脉冲数,当然如果细分的话,还要乘以细分倍数。电机转一圈丝杠前进一个导程,用导程除以一圈的脉冲数就是脉冲运动距离。 第一步确定步进电机的步距角,这个电机上会标明的。比如说,1.8度,则一个圆周360/1.8=200,也就是说电机旋转一周需要200个脉冲。第二步确定电机驱动器设了细分细分没有,查清细分数,可以看驱动器上的拨码。比如说4细分,则承上所述,200*4=800,等于说800个脉冲电机才旋转一周。第三步确定电机轴一周的长度或者说导程:如果是丝杠,螺距*螺纹头数=导程,如果是齿轮齿条传动,分度圆直径(m*z)即为导程,导程/脉冲个数=一个脉冲的线位移。什么是细分呢?和几相是一个意思吗?和 几相没关系吗? 细分和相数没关系。以1.8度为例,原来一个脉冲走1.8度,现在改为4细分,那么现在一个脉冲只能走1.8/4度了。细分越多,每个脉冲的步进长度越短。细分的多少可由驱动器设置。 控制步进电机转多少最主要你得通过步进电机步距角度计算出电机转一圈需要多少脉冲,比如步距角度为0.9°则电机转一圈需要给步进电机驱动器360/0.9=400个脉冲,转半圈就是200个脉冲。步进电机驱动器资料你先了解下! 步进电机转速则通过改变脉冲频率来控制,用plc的pwm输出控制是比较方便的,速度的快慢不影响步进电机的行程,行程多少取决于脉冲数量。 注意一点步进电机速度越快转矩越小,请根据你的应用调节速度以防失步,造成走位不准确。步进电机是接收步进驱动器给过来的脉冲信号,比如两相的步进,AB相分别轮流输出正反脉冲(按一定顺序),步进电机就可以运行了,相当于一定的脉冲步进马达对应走一定旋转角度。而PLC也可以发出脉冲,但脉冲电压不够,所以需要把PLC输出的脉冲给步进驱动器放大来驱动步进驱动器,相当于PLC的脉冲就是指令脉冲。一般PLC驱动步进时候有两路信号,一路是角度脉冲,另外一路是方向脉冲,PLC里边一般配所谓位移指令,发梯形脉冲给步进驱动器,这样可以缓冲启动带来的力冲击。

步进电机的选用及电机型号参数尺寸标准

步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。 选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。论文天地欢迎您 选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。 选择步进电机需要进行以下计算: (1)计算齿轮的减速比 根据所要求脉冲当量,齿轮减速比i计算如下: i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ---步进电机的步距角(o/脉冲)

S ---丝杆螺距(mm) Δ---(mm/脉冲) (2)计算工作台,丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。 Jt=J1+(1/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2] (1-2) 式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2) J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2) Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s2) W---工作台重量(N) S ---丝杆螺距(cm) (3)计算电机输出的总力矩M M=Ma+Mf+Mt (1-3) Ma=(Jm+Jt).n/T× 1.02×10ˉ 2 (1-4) 式中Ma ---电机启动加速力矩(N.m) Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2) n---电机所需达到的转速(r/min) T---电机升速时间(s) Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ 2 (1-5) Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩(N.m) u---摩擦系数 η---传递效率 Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ 2 (1-6) Mt---切削力折算至电机力矩(N.m) Pt---最大切削力(N) (4)负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系,其估算公式为 fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml)÷(1+Jt/Jm)] 1/2 (1-7) 式中fq---带载起动频率(Hz)

步进电机选择的详细计算过程

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?

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