步進(jìn)電機(jī)基礎(chǔ) |
步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)把電脈沖轉(zhuǎn)換成離散的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，與其匹配的驅(qū)動(dòng)器共同組成一個(gè)可控的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，具有良好的數(shù)據(jù)控制特性。在接受來(lái)自控制器（PLC、單片機(jī)等可編程處理器）的工作指令（開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)）時(shí)，其驅(qū)動(dòng)器依據(jù)工作指令向定子繞組有序勵(lì)磁，使定子內(nèi)部建立一個(gè)實(shí)時(shí)響應(yīng)的脈動(dòng)的、非連貫性變化的磁場(chǎng)，并作用于周邊帶有很多小齒的轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即施加 一個(gè)脈沖，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。在理想的情況下，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度、累計(jì)旋轉(zhuǎn)角度完全同步于控制器輸入的脈沖頻率及脈沖數(shù)，也就是說(shuō)，在非超載的情況下，只要控制發(fā)出的脈沖頻率和脈沖數(shù)，就能準(zhǔn)確地控制步進(jìn)電機(jī)的速度與停止的位置，而不受負(fù)載變化的影響。因此，只需在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)向步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供有效的工作指令，轉(zhuǎn)子將會(huì)被準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)到設(shè)定的角度位置，在進(jìn)一步的工作指令到來(lái)之前，始終保持在該位置。
步進(jìn)電機(jī)的雙向驅(qū)動(dòng)、固有的剎車制動(dòng)性能、可適當(dāng)調(diào)整的輸出扭矩、功率控制、精確的位置度、高分辨率、良好的數(shù)字交互界面，且僅采用開(kāi)環(huán)控制即能達(dá)到良好的使用效果等是其顯著的優(yōu)勢(shì)。而且與伺服系統(tǒng)、無(wú)刷直流電機(jī)相比，其單位體積輸出功率大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、無(wú)漂流及起動(dòng)峰涌現(xiàn)象、無(wú)位置累積誤差等良好優(yōu)點(diǎn)，是一種成本低廉的數(shù)字控制類電機(jī)。
正由于具備以上固有的優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域已奠定了其應(yīng)用地位，并被廣泛應(yīng)用于需要控制旋轉(zhuǎn)角度、速度、位置和同步性的諸多領(lǐng)域，如辦公室自動(dòng)化、安防、醫(yī)療設(shè)備，紡織品機(jī)器、舞臺(tái)燈光、販賣機(jī)與售票機(jī)，機(jī)械自動(dòng)化等。 |
選用步進(jìn)電機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、一般應(yīng)選用力矩比實(shí)際需要大50%~****的步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)不能過(guò)負(fù)載運(yùn)行，即便是瞬間過(guò)載都可能造成失步、停轉(zhuǎn)或不規(guī)則原地來(lái)回作動(dòng)。
2、上位控制器輸入的脈沖電流必須夠大（一般要>10mA），以確保光電耦合器穩(wěn)定導(dǎo)通，否則會(huì)導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步；如果輸入脈沖頻率過(guò)高，會(huì)因個(gè)別脈沖接收不到，導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步。
3、啟動(dòng)頻率不應(yīng)太高，應(yīng)在啟動(dòng)程序中設(shè)置加速過(guò)程，即從規(guī)定的啟動(dòng)頻率開(kāi)始，加速到設(shè)定頻率，否則就可能不穩(wěn)定，甚至處于惰態(tài)。
4、電機(jī)如果未固定好，造成強(qiáng)烈共振，也會(huì)導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步。
5、應(yīng)了解步進(jìn)電機(jī)的固有弱點(diǎn)：輸入脈沖頻率過(guò)高，易導(dǎo)致丟步；輸入脈沖頻率過(guò)低，易出現(xiàn)共振；轉(zhuǎn)速偏高時(shí)扭矩降低明顯。
6、應(yīng)了解****型步進(jìn)電機(jī)的性能，選用采用了****控制技術(shù)的****步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，****系統(tǒng)既可以使步進(jìn)電機(jī)在高速狀態(tài)下減少共振，還能通過(guò)減少步進(jìn)電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的做法，增加電機(jī)在高速狀態(tài)下的扭矩。
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