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最小值之间的差异,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。
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步进电机的优点和缺点
优点:1.电机的旋转角度与输入脉冲成正比。
2.当绕组通电时,电机转矩处于完全静止状态。
3.因为良好的步进电机的准确度为3%-5%,而且不会将误差从一个步骤累计到下一步,所以步进电机能够精确定位和重复性地运动。
4.对启动/停止/换向有极好的反应。
5.因为没有接触到电机上的电刷,所以它非常可靠。电机的使用寿命**依赖于轴承的寿命。
6.电机对数字输入脉冲的响应提供了开环控制,这样使电机能够更简单和低成本的控制。
7.负载直接耦合到轴,可以实现非常低速的同步旋转。
8.当速度与输入脉冲的频率成正比,可以实现更大范围的旋转速度。
缺点:1.如果不恰当地控制可能会产生共振。
2. 如果速度太快则不易操作。 质量步进电机绕线价格
相、极和步进角
一般情况下,步进电机是两相的,但三相和五相电机也是存在的。双极电机有两相,每一相有一个绕组。单极电机也有两相,每相有一个绕组,只是每相绕组多了一个中心抽头。有时单极步进电机被称为一个“四相电机“,尽管它只有两相。
也存在每相有两个单独绕组的电机,这些电机采用双极性或单极模式来驱动。
极可以被定义为磁化体磁通密度集中的区域。转子和步进电机的定子都有磁极。图2是一个简化的两相步进电机,定子每相有2个极(1对极),转子上有2极(一对极)。在现实中,转子和定子结构会加入更多的磁极,以增加步数电动机每转的步数,换句话说,就是提供一个较小的基本(全步)步进角度。长久永磁步进电机包含一个相等数量的转子和定子的极对。
混合型(HB)
混合型步进电机比永磁型步进电机更昂贵,但在分辨率,转矩和速度上提供了更好的性能。对于混合型步进电机,其典型的步距角的范围是3.6°〜0.9°(100 - 400步每转)。该混合式步进电机结合了长久磁场型步进电机和可变磁阻型步进电机的优良特性。转子是像可变磁阻型电机,是多齿型的,并包含一个轴向磁化同心磁体绕着它的轴 。转子上的齿提供了一条更好的路径,它有助于引导优先地点中的磁通气隙。与VR和PM型电机相比,进一步增加了锁定、控股和动态转矩的电机特性。
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。 江门步进电机绕线价格
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转矩代数
步进电机产生的转矩取决于几个因素:
•步进速率
•绕组的驱动电流
•驱动器设计或类型
在一个步进电机中,当转子和定子的磁通量互相交链时,转矩才发生变化。该定子是由一个高渗透性磁材料组成的。这和电子电路中电流集中在导体中的方式一样,这种高渗透性磁性材料导致了磁通量被部分地限定在定子的磁路上。这是为了把磁通量集中在定子两极。当绕组通电时,电机产生的转矩输出与磁通产生的强度成比。
磁通量与磁密的基本关系为:
H = (N ×I) ÷l,其中:N =绕组的匝数 I =电流
H =磁场强度 l=磁通路径的长度
这种关系表明,磁通量的强度与扭矩绕组的匝数和电流成正比,与磁通路径的长度成反比。从这个基本关系可以看出,相同的大小的步进电机,通过改变绕组参数可有不同的扭矩输出。更多关于绕组参数如何影响步进电机输出量的详细资料,可以在题为“驱动器电路基础”的应用说明中找到。 质量步进电机绕线价格
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