步进电机设备简介
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步进电机基本参数步进电机(Stepper Motor)是一种将电脑数字信号转变为机械运动的设备,它以离散的方式旋转,每一次脉冲驱动会引起电机一定的运动。
步进电机具有以下几个基本参数。
1. 步数(Step):步进电机的运动是以步为单位的,一步表示电机转动一定的角度或线性距离。
步数也可以用来描述电机的分辨率,即每转多少步,电机转一圈。
通常情况下,步进电机的步数会在说明书或型号参数中给出。
2. 相数(Phase):步进电机的绕组分为几个相,每相两个线圈。
常见的步进电机相数有两相、三相和五相等,不同相数的步进电机在控制方式上有所不同,包括驱动方式和控制电路。
3.驱动方式:步进电机的驱动方式包括全步驱动和半步驱动。
全步驱动是每个脉冲都使电机转动一个步进角度,半步驱动是在全步的基础上细分每一步,在一个脉冲内实现小角度的运动。
半步驱动可以提高电机的分辨率和运动平滑度。
4. 转矩(Torque):步进电机的转矩是指电机产生的旋转力矩。
转矩大小与电机的结构、驱动方式和电流有关,通常在电机的规格表中有相关的数据。
5. 电流(Current):步进电机电流是指电机所需工作电流。
电机的电流大小与驱动方式、负载情况有关。
一般情况下,为了保证电机正常运行,需要匹配合适的电流驱动器。
6. 驱动电压(Voltage):步进电机的驱动电压是指驱动电机所需的电压。
电机的驱动电压应该与驱动器供电电压相匹配。
7. 最大速度(Maximum Speed):步进电机的最大速度是指电机能够达到的最高旋转速度。
最大速度与电机的结构、驱动方式、驱动电压和电流有关。
除了上述基本参数,还有一些其他的参数也需要考虑,比如电机的精度、响应时间、机械惯性等。
这些参数在具体应用中会根据实际需求进行选择和调整。
总的来说,步进电机的基本参数包括步数、相数、驱动方式、转矩、电流、驱动电压和最大速度等。
这些参数决定了电机的性能和适用范围,需要根据具体应用需求进行选择和配置。
35by48l步进电机规格书
【原创版】
目录
1.步进电机概述
2.35by48l 步进电机的规格参数
3.步进电机的应用领域
4.结论
正文
一、步进电机概述
步进电机是一种电动机,它将电脉冲转换为精确的旋转运动。
这种电机在接收到脉冲信号时,会转动一个固定的步长,从而实现准确的位置控制。
步进电机广泛应用于各种自动化设备、精密仪器以及数控系统等领域。
二、35by48l 步进电机的规格参数
35by48l 是一款常见的步进电机型号,它的规格参数如下:
1.步进电机外形尺寸:35mm×48mm×63mm
2.电机额定电压:DC 24-80V
3.电机额定电流:0.8A-3.5A
4.电机转速:2400rpm
5.电机力矩:0.8Nm-8Nm
6.步进角:0.36°/step
7.耐热性能:80℃
三、步进电机的应用领域
步进电机在许多领域都有广泛的应用,如:
1.数控机床:步进电机用于驱动数控机床的各个轴,实现高精度的加工。
2.机器人:步进电机用于驱动机器人的关节,使机器人能准确地完成各种动作。
3.仪器仪表:步进电机用于驱动各种仪器仪表,实现精确的测量和控制。
4.自动化设备:步进电机用于驱动自动化设备的各个部件,实现高效率的生产。
四、结论
35by48l 步进电机作为一款常用的步进电机,具有良好的性能和广泛的应用领域。
步进电机常识步进电机常识一、概述步进电机是一种精密电动装置,可将电信号转换为机械运动,直线或旋转运动都可以。
步进电机以步进角逐次驱动转子转动,每个步进角代表转子移动的最小单位。
步进电机的控制比较简单,可用于许多自动化系统中,如CNC机床、3D打印机、自动售货机、医疗设备等。
二、类型1、永磁步进电机:通过在定子上布置多个永磁体,使电子交替上翻,在转子上形成磁极,实现转动。
2、混合式步进电机:定子和转子都有磁极,在两者之间形成磁场差,通过交替激励实现转动。
三、性能参数1、步进角度:指每次步进电机转动的角度。
2、步跳精度:指步进电机转动时的精度,一般是调整电流或闭环控制实现。
3、最大转速:转子的最大转速。
4、电阻:步进电机的电阻。
常用的有单极、双极、四极等。
5、工作温度:步进电机的工作温度范围。
6、电压、电流:步进电机的额定电压和工作电流。
四、控制方式1、全步进控制:每个步进角之间都会到达目标角度,可以实现较高的准确度,但相应需要更高的驱动能力和数码控制器。
2、半步进控制:每个步进角之间的中间位置都会达到一个偏离的角度,通过半步移动实现更高的转动精度。
3、微步进控制:通过对电流进行调整,实现更小的步进角度。
五、附件1、步进电机控制器2、电机驱动器3、配合装置4、电缆连接器六、法律名词及注释1、知识产权:知识产权是指人类在创造知识、传授知识和运用知识的过程中,享有的某种权力,包括专利、商标、著作权等。
2、质量管理体系:包括质量系统、质量策划、质量控制、质量评价、质量改进等一系列质量管理活动。
3、保密协议:保密协议是由保密双方,即信息提供方和信息接收方,签署的一种协议,用于确保信息的保密性和保护知识产权。
七、可能遇到的困难及解决办法1、步进电机过热:检查工作环境温度、步进电机外观是否有损伤,调整相应的电流参数。
2、步进电机震动过大:检查工作环境、电缆是否有松动或连接有问题,调整相应的步跳精度参数。
3、步进电机驱动器故障:检查电机驱动器是否符合要求、连接是否正常、电压是否稳定等,及时更换或修理。
什么是步进电机?一、步进电机的基本原理步进电机是一种能够精确控制位置和运动的电机,它的工作原理和普通的直流电机有所不同。
普通的直流电机通过通电使得电流在绕组中流动,形成电磁力以产生转矩,从而驱动电机旋转。
而步进电机则是通过不断改变绕组中的电流方向,从而产生磁场的位置变化,实现精确的步进运动和位置控制。
步进电机中最关键的两部分是定子和转子。
定子是一个由绕组组成的磁铁,通常为两极或四极的磁石,而转子则是由磁铁组成的一个或多个磁极,通常为一圆柱形的部件。
二、步进电机的工作模式步进电机有两种常见的工作模式,即全步进和半步进。
1. 全步进模式:在全步进模式下,步进电机会按照固定的角度(通常为1.8°或0.9°)一步一步地转动。
这种模式下,电机的每个脉冲信号都会让电机转动一小步,从而实现位置的精确调整和控制。
2. 半步进模式:在半步进模式下,步进电机可以实现更精确的位置调整,每个脉冲信号可以让电机转动半个步距(通常为0.9°或0.45°)。
通过在全步进模式下的每个步距之间插入一个半步距,电机可以实现更加平滑和精确的运动。
三、步进电机的特点和应用场景步进电机具有以下几个特点,使得它在很多场景下得到广泛应用:1. 高精度:步进电机可以控制位置和转向,精度通常在几个角度或更小。
这使得它在需要精确定位和控制的场景下得到广泛应用,如机器人、三维打印机等。
2. 高效能:步进电机在工作过程中没有摩擦和机械损耗,因此效率较高。
它可以在低速和高负载条件下工作,而且能提供一定的持续转矩。
3. 简单控制:步进电机的控制电路相对较为简单,只需一个控制器和几个驱动器即可实现精确的位置和速度调整。
4. 广泛应用:步进电机广泛应用于各个领域,如电子设备、汽车制造、医疗设备等。
特别是在需要实现精确运动控制的场景下,步进电机更是不可或缺的一种电机。
综上所述,步进电机是一种能够精确控制位置和运动的电机,它通过改变绕组中的电流方向来实现位置的精确调整和控制。
步进电机在医疗设备中的应用有哪些在当今的医疗领域,各种先进的技术和设备不断涌现,为医疗诊断、治疗和康复提供了强大的支持。
其中,步进电机作为一种精确控制的电机类型,在医疗设备中发挥着不可或缺的作用。
首先,我们来了解一下什么是步进电机。
步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制电机。
它通过按一定的顺序给定电脉冲,就能使电机按照固定的步距角转动,具有定位精度高、无累积误差、控制简单等优点。
在医疗设备中,步进电机常见的应用之一是在医学影像设备中。
以CT 扫描仪为例,步进电机用于控制扫描床的精确移动,确保患者在扫描过程中能够准确地定位,从而获得清晰、准确的断层图像。
在磁共振成像(MRI)设备中,步进电机也用于调整磁场梯度线圈的位置,以实现对不同部位的精确成像。
这些设备对电机的精度和稳定性要求极高,而步进电机正好能够满足这些要求,为医生提供高质量的诊断图像。
在手术器械方面,步进电机也大显身手。
微创手术机器人是现代医疗手术中的重要工具,其中的器械操作臂就依赖步进电机来实现精确的动作控制。
例如,在眼科手术中,微小的器械需要高精度的定位和操作,步进电机能够确保器械在狭小的空间内准确地到达病变部位,进行精细的切割、缝合等操作,减少手术创伤,提高手术效果。
在医疗实验室设备中,步进电机也有广泛的应用。
比如在自动生化分析仪中,步进电机用于驱动样本和试剂的输送系统,确保每次取样和加样的量准确无误。
在血液细胞分析仪中,步进电机用于控制光学检测部件的移动,对不同类型的血细胞进行精确计数和分类。
此外,康复医疗设备也离不开步进电机。
在假肢和矫形器中,步进电机可以根据患者的运动意图和肌肉信号,精确地控制关节的运动,帮助患者恢复正常的行走和活动能力。
在物理治疗设备中,如电动按摩床、康复训练器械等,步进电机用于调整设备的角度、位置和力度,为患者提供个性化的治疗方案。
在医疗输液泵中,步进电机同样发挥着重要作用。
输液泵需要精确控制药液的流速和输液量,以确保患者能够安全、有效地接受药物治疗。
步进电机基本参数步进电机是一种将电脉冲信号转换为相应的机械转动的电动机。
它是一种开环控制的电动机,具有高可靠性、精确性、稳定性和高效率等特点,广泛应用于机器人、数控机床、自动化设备等领域。
步进电机的基本参数包括步距角、步距、堵转力矩、保持力矩、步进角度、步进角误差等。
1. 步距角(Step Angle):步进电机一个完整的360度旋转等于一个步距角,通常用度(°)表示。
常见的步距角有1.8度、0.9度、0.72度、0.36度等,其中1.8度最为常用。
2. 步距(Step Size):步进电机一次脉冲信号所驱动的转动角度。
步距角是步距的倒数,即步进建为1/步距角。
3. 堵转力矩(Holding Torque):即步进电机在静止状态下可以承受的最大转矩。
堵转力矩是选择步进电机的一个重要参数,决定了步进电机能否承受负载并保持位置。
4. 保持力矩(Detent Torque):在步进电机没有通电情况下,转轴被阻碍转动的力矩,也称为无动力保持力矩。
5. 步进角度(Step Angle Accuracy):步进电机的每个步进角度是否准确。
通常以百分比形式表示,如±5%。
6. 步进角误差(Step Error):步进电机在空载或负载情况下,转动一定步数后,实际位置与理论应到的位置之间的误差。
步进角误差通常由步进电机制造商提供。
除了上述基本参数外,还有一些其他重要的参数需要考虑,如电流、电阻、电感、电感电阻比等。
7. 额定电流(Rated Current):步进电机额定工作时的电流大小。
额定电流决定了步进电机的输出功率和热量产生量。
8. 电阻(Resistance):步进电机内部的绕组电阻,影响电机的电流敏感性和损耗。
9. 电感(Inductance):步进电机内部的绕组电感,与步进电机的响应速度和转速相关。
10. 电感电阻比(Inductance to Resistance ratio):电感与电阻之间的比值,反映了步进电机的电机特性。
步进电机步进电机是将电脉冲信号变化为角位移或线位移的开环掌控电机,是现代数字程序掌控系统中的重要执行元件,应用极为广泛。
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。
可以通过掌控脉冲个数来掌控角位移量,从而达到精准定位的目的;同时可以通过掌控脉冲频率来掌控电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序掌控电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序掌控器。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像一般的直流电机,交流电机在常规下使用。
它必需由双环形脉冲信号、功率驱动电路等构成掌控系统方可使用。
因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等很多学问。
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掌控系统中。
随着微电子和计算机技术的进展,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。
目录测速方法步进电机掌控策略特点特性指标术语重要构造基本原理选择方法重要分类步进电机概述功能模块设计驱动方法优势及缺陷电机选择驱动要求注意测速方法步进电机是将脉冲信号转换为角位移或线位移。
一是过载性好。
其转速不受负载大小的影响,不像一般电机,当负载加大时就会显现速度下降的情况,步进电机使用时对速度和位置都有严格要求。
二是掌控便利。
步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显。
三是整机结构简单。
传统的机械速度和位置掌控结构比较多而杂,调整困难,使用步进电机后,使得整机的结构变得简单和紧凑。
测速电机是将转速转换成电压,并传递到输入端作为反馈信号。
测速电机为一种辅佑襄助型电机,在一般直流电机的尾端安装测速电机,通过测速电机所产生的电压反馈给直流电源,来达到掌控直流电机转速的目的。
步进电机掌控策略1PID掌控PID掌控作为一种简单而应用的掌控方法,在步进电机驱动中获得了广泛的应用。
它依据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成掌控偏差e(t),将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成掌控量,对被控对象进行掌控。
文献将集成位置传感器用于二相混合式步进电机中,以位置检测器和矢量掌控为基础,设计出了一个可自动调整的PI速度掌控器,此掌控器在变工况的条件下能供给令人充足的瞬态特性。
文献依据步进电机的数学模型,设计了步进电机的PID掌控系统,采纳PID掌控算法得到掌控量,从而掌控电机向指定位置运动。
通过仿真验证了该掌控具有较好的动态响应特性。
采纳PID掌控器具有结构简单、鲁棒性强、牢靠性高等优点,但是它无法有效应对系统中的不确定信息。
目前,PID掌控更多的是与其他掌控策略相结合,形成带有智能的新型复合掌控。
这种智能复合型掌控具有自学习、自适应、自组织的本领,能够自动辨识被控过程参数,自动整定掌控参数,适应被控过程参数的变化,同时又具有常规PID掌控器的特点。
2自适应掌控自适应掌控是在20世纪50时代进展起来的自动掌控领域的一个分支。
它是随着掌控对象的多而杂化,当动态特性不可知或发生不可推测的变化时,为得到高性能的掌控器而产生的。
其重要优点是简单实现和自适应速度快,能有效地克服电机模型参数的缓慢变化所引起的影响,是输出信号跟踪参考信号。
文献讨论者依据步进电机的线性或貌似线性模型推导出了全局稳定的自适应掌控算法,这些掌控算法都严重倚靠于电机模型参数。
文献将闭环反馈掌控与自适应掌控结合来检测转子的位置和速度,通过反馈和自适应处理,依照优化的升降运行曲线,自动地发出驱动的脉冲串,提高了电机的拖动力矩特性,同时使电机获得更精准明确的位置掌控和较高较平稳的转速。
目前,很多学者将自适应掌控与其他掌控方法相结合,以解决单纯自适应掌控的不足。
文献设计的鲁棒自适应低速伺服掌控器,确保了转动脉矩的化补偿及伺服系统低速高精度的跟踪掌控性能。
文献实现的自适应模糊PID掌控器可以依据输入误差和误差变化率的变化,通过模糊推理在线调整PID参数,实现对步进电机的自适应掌控,从而有效地提高系统的响应时间、计算精度和抗干扰性。
[2]3矢量掌控矢量掌控是现代电机高性能掌控的理论基础,可以改善电机的转矩掌控性能。
它通过磁场定向将定子电流分为励磁重量和转矩重量分别加以掌控,从而获得良好的解耦特性,因此,矢量掌控既需要掌控定子电流的幅值,又需要掌控电流的相位。
由于步进电机不仅存在主电磁转矩,还有由于双凸结构产生的磁阻转矩,且内部磁场结构多而杂,非线性较一般电机严重得多,所以它的矢量掌控也较为多而杂。
文献[8]推导出了二相混合式步进电机d—q轴数学模型,以转子永磁磁链为定向坐标系,令直轴电流id=0,电动机电磁转矩与iq成正比,用PC机实现了矢量掌控系统。
系统中使用传感器检测电机的绕组电流和转自位置,用PWM方式掌控电机绕组电流。
文献推导出基于磁网络的二相混合式步进电机模型,给出了其矢量掌控位置伺服系统的结构,采纳神经网络模型参考自适应掌控策略对系统中的不确定因素进行实时补偿,通过转矩/电流矢量掌控实现电机的高效掌控。
4智能掌控的应用智能掌控不倚靠或不完全倚靠掌控对象的数学模型,只按实际效果进行掌控,在掌控中有本领考虑系统的不确定性和精准明确性,突破了传统掌控必需基于数学模型的框架。
目前,智能掌控在步进电机系统中应用较为成熟的是模糊逻辑掌控、神经网络和智能掌控的集成。
4.1模糊掌控模糊掌控就是在被掌控对象的模糊模型的基础上,运用模糊掌控器的貌似推理等手段,实现系统掌控的方法。
作为一种直接模拟人类思维结果的掌控方式,模糊掌控已广泛应用于工业掌控领域。
与常规掌控相比,模糊掌控无须精准明确的数学模型,具有较强的鲁棒性、自适应性,因此适用于非线性、时变、时滞系统的掌控。
文献给出了模糊掌控在二相混合式步进电机速度掌控中应用实例。
系统为超前角掌控,设计无需数学模型,速度响应时间短。
4.2神经网络掌控神经网络是利用大量的神经元按肯定的拓扑结构和学习调整的方法。
它可以充分接近任意多而杂的非线性系统,能够学习和自适应未知或不确定的系统,具有很强的鲁棒性和容错性,因而在步进电机系统中得到了广泛的应用。
文献将神经网络用于实现步进电机细分电流,在学习中使用Bayes正则化算法,使用权值调整技术避开多层前向神经网络陷入局部微小点,有效解决了等步距角细分问题。
特点特性重要特点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温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的温度应取决于不同电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,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80—90度完全正常。
3、步进电机的力矩会随转速的上升而下降。
当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。
在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
4、步进电机低速时可以正常运转,但若高于肯定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,假如脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生失步或堵转。
在有负载的情况下,启动频率应更低。
假如要使电机达到高速转动,脉冲频率应当有加速过程,即启动频率较低,然后按肯定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
步进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥侧重点的用途。
伴随着不同的数字化技术的进展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用。
重要特性1、步进电机必需加驱动才可以运转,驱动信号必需为脉冲信号,没有脉冲的时候,步进电机静止,假如加入适当的脉冲信号,就会以肯定的角度(称为步角)转动。
转动的速度和脉冲的频率成正比。
2、三相步进电机的步进角度为7.5度,一圈360度,需要48个脉冲完成。
3、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
4、更改脉冲的次序,可以便利的更改转动的方向。
因此,打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。
指标术语静态指标术语1、相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。
常用m表示。
2、拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB—BC—CD—DA—AB,四相八拍运行方式即A—AB—B—BC—C—CD—D—DA—A。
3、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。
θ=360度/(转子齿数*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。
四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。
4、定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)。
5、静转矩:电机在额定静态电压作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。
此力矩是衡量电机体积的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。
虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关,但过分采纳减小气隙,加添激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。
动态指标术语1、步距角精度:步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。
用百分比表示:误差/步距角*100%。
不同运行拍数其值不同,四拍运行时应在5%之内,八拍运行时应在15%以内。
2、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。
3、失调角:转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度,电机运转必存在失调角,由失调角产生的误差,采纳细分驱动是不能解决的。
4、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,能够直接起动的频率。
5、空载的运行频率:电机在某种驱动形式,电压及额定电流下,电机不带负载的转速频率。
6、运行矩频特性:电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性,这是电机诸多动态曲线中最紧要的,也是电机选择的根本依据。
其它特性还有惯频特性、起动频率特性等。
电机一旦选定,电机的静力矩确定,而动态力矩却不然,电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流(而非静态电流),平均电流越大,电机输出力矩越大,即电机的频率特性越硬。
要使平均电流大,尽可能提高驱动电压,采纳小电感大电流的电机。
7、电机的共振点:步进电机均有固定的共振区域,二、四相感应子式的共振区一般在180—250pps之间(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角为0.9度),电机驱动电压越高,电机电流越大,负载越轻,电机体积越小,则共振区向上偏移,反之亦然,为使电机输出电矩大,不失步和整个系统的噪音降低,一般工作点均应偏移共振区较多。