步進電機是一種作為控制用的特種電機，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為“步距角”）一步一步運行的，其特點是沒有積累誤差（精度為百分之100），定位精度為每步X百分之5。所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動，這種裝置就是步進電機驅(qū)動器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移，或者說：控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號，通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。
為了讓更多的用戶了解步進電機及步進電機驅(qū)動器，選擇到最適合自己使用要求的步進電機和步進電機驅(qū)動器，特將有關(guān)選型原則介紹如下：（僅供參考）
1. 首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。******的方法是在負載軸上加一杠桿，用彈簧秤拉動杠桿，拉力乘以力臂長度既是負載力矩。M=fXs或者根據(jù)負載特性從理論上計算出來。目前步進電機只標(biāo)注****靜轉(zhuǎn)距，步進電機的****靜轉(zhuǎn)距不超過45Nm ，力矩越大，成本越高，如果您所選擇的電機力矩較大或超過此范圍，可以考慮加配減速裝置。
2. 確定步進電機的****運行轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速指標(biāo)在步進電機的選取時至關(guān)重要，步進電機的特性是隨著電機轉(zhuǎn)速的升高，扭矩下降，其下降的快慢和很多參數(shù)有關(guān)，如 : 驅(qū)動器的驅(qū)動電壓、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等，一般的規(guī)律是：驅(qū)動電壓越高，力矩下降越慢；電機的相電流越大，力矩下降越慢。在設(shè)計方案時，一般的規(guī)律應(yīng)使電機的轉(zhuǎn)速控制在幾百轉(zhuǎn)/分，當(dāng)然高速也行，可以參考〈矩 - 頻特性〉。
3. 根據(jù)負載****力矩和****轉(zhuǎn)速這兩個重要指標(biāo)，再參考〈矩 - 頻特性〉，就可以選擇出適合自己的步進電機。如果您認為自己選出的電機太大，可以考慮加配減速裝置，這樣可以節(jié)約成本，也可以使您的設(shè)計更靈活。要選擇好合適的減速比，要綜合考慮力矩和速度的關(guān)系，選擇出****方案。
4．步進電機速度控制是靠輸入的脈沖信號的變化來改變的，從理論上說，只需給驅(qū)動器脈沖信號即可，每給驅(qū)動器一個脈沖（CP），步進電機就旋轉(zhuǎn)一個步距角（細分時為一個細分步距角）但是實際上，如果脈沖CP信號變化太快，步進電機由于慣性將跟隨不上電信號的變化，這時會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步現(xiàn)象，所以步進電機在啟動時，必須有升速過程，在停止時必須有降速過程。一般來說升速和降速規(guī)律相同，以下為升速為例介紹：
升速過程由突跳頻率加升速曲線組成（降速過程反之）。突跳頻率是指步進電機在靜止?fàn)顟B(tài)時突然施加的脈沖啟動頻率，此頻率不可太大，否則也會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。升降速曲線一般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線，當(dāng)然也可采用直線或正弦曲線等。用戶需根據(jù)自己的負載選擇合適的突跳頻率和升降速曲線，找到一條理想的曲線并不容易，一般需要多次‘試機’才行。指數(shù)曲線在實際軟件編程中比較麻煩，一般事先算好時間常數(shù)存貯在計算機存貯器內(nèi)，工作過程中直接選取。
5. 最后還要考慮留有一定的（如 百分之20）力矩余量和轉(zhuǎn)速余量。
6. 盡量選擇混合式步進電機，它的性能高于反映式步進電機。
7.盡量選取細分驅(qū)動器，且使驅(qū)動器工作在細分狀態(tài)。降低運行噪音。
8. 選取時且勿走入只看電機力矩這一個指標(biāo)的誤區(qū)，也就是說并非電機的扭矩越大越好，要和速度指標(biāo)一起考慮。同一系列電機直徑，長度相同，電流大，電機高頻性能好，反之亦然。
9.在轉(zhuǎn)速要求較高的情況下可以選擇驅(qū)動電壓高一點的驅(qū)動器和大電流電機。
10.在選購時是采用兩相，三相的還是五相的，這并沒有什么具體的要求，只要步距角能滿足使用要求就行。步距角越小，電機運行越平穩(wěn)。
|
