单步响应和共振
单步响应特性的步进电机如图7所示。
当单步脉冲被施加到步进电机,转子的动作方式如上述曲线所示。步进时间t是当个步进脉冲施加时,电机轴旋转一个步距角所花费的时间。此步进的时间是高度依赖于惯量(负载)转矩的比率,以及使用的驱动类型。
由于转矩是偏移角度的函数,加速度也将是。因此,当转动的步进增量较大时,对应的转矩也较大,因此加速度也增大。这将引起的过冲和振荡如图所示。经过设定的时间,这些振荡或反复将终止。在某些应用中,这现象是不可取的。通过微步驱动的步进电机,可以减少或消除这些共振现象。 佛山优良步进电机绕线
机械参数,负载,摩擦,惯量
步进电机系统(驱动器和电机)的性能高度依赖于机械负载参数。负载是定义为电机所驱动的,一般是指摩擦,惯量或两者的组合。
摩擦力由于表面的凹凸不平、相互摩擦而产生的对运动的阻力。摩擦力是一个常数与速度相乘。在整个步进过程中,需要**小的力矩(至少等于摩擦),来克服当前的摩擦力。增加摩擦负荷,将降低比较大速度和加速度,增加了矩角误差。如果磨擦负载降低将得到相反的结果。
惯量是抵抗变化速度的。一个高惯性负载要求一个高惯性力矩和同样的适用于制动。增加一个惯性负荷将增加速度的稳定性,增加所需的时间以达到所希望的速度和减少比较大的自启动脉冲速率。如果惯量降低则得到相反的结果。
步进电机的转子振动将随摩擦力和惯性负载的大小而变化。由于这种机械阻尼装置,不必要的转子振荡可以减小。通常采用更为简单的电子阻尼的方法,以减少这些不必要的振动例如把整步驱动变为半步驱动。 广东步进电机绕线欢迎来电
转矩特性
步进电机的距角特性是指步进电机按照额定电压通电时,施加到转子轴上的力矩与对应的偏移角度之间的关系。一个理想的步进电机具有正弦曲线的转矩特性,如图4所示。
当负载被施加到转子轴时,位置A和C分别**稳定平衡点。当你将一个外力Ta作用在电机的转轴上,就会产生一个对应的偏移角度。该偏移角度Θa,角度超前或滞后,取决于电机是处于加速或减速状态。当转子上施加载荷停止时,它将保持在一个被定义为偏移角的位置上。该电机产生的力矩Ta,对应于施加的外力以平衡负载。随着负载增加,偏移角也增加,直到达到电机的比较大控股转矩Th。一旦超过电机将进入一个不稳定的区域。在这种区域的转矩产生反向,并且转子跃过不平衡点到达下一个平衡点。
步距角精度
步进电机作为一款定位设备取得了如此受欢迎的原因之一是它的精度和可重复性。通常步进电机的步距角精度达到每步的3% - 5%。这个误差不是一步一步累积的。步进电机的精度主要受它的零件精度和装配的影响。图5示出了典型步进电机的矩角精度。
a.步矩角误差
当电机从先前位置旋转到下一步时产生的比较大正向或负向误差
步矩角误差=测量步矩角 - 理论角度
b.定位误差
电机从初始位置步进N次(N= 360°/步矩角),测量每一步到初始位置的角度。如果第N步的位置到初始位置的角度为ΘN,误差是ΔΘN,则:
ΔΘN = ΔΘN - (步矩角) ×N。
尽管位置误差是比较大值和**小值之间的差异,但通常表示为±符号。即为:
位置误差= ±1⁄2( ΔΘMax - ΔΘMin)
c.迟滞位置误差
在两个方向测量中获得的误差值。
步进模式
以下是最常见的驱动模式:
•波动驱动(1相通电)
•全步驱动(2相通电)
•半步驱动(1&2相通电)
•微步驱动(连续不同的电机电流变化)
对于以下的讨论,请参阅图3。
在波动驱动中,只有一个绕组在任何给定的时间内通电。该定子通电序列为 A → B → → ,转子的转动步骤为8 → 2 → 4 → 6。对于同一绕组参数的单极性和双极性的电机,这种激励模式会导致转子在相同的机械位置运行。该驱动模式的缺点是对于绕组的利用率在单极的电机只有25%,而在双极性电机只有50%。这意味着你没有从电机运行中得到比较大转矩输出。 茂名**步进电机绕线
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通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。佛山优良步进电机绕线
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