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步进电机的选型步骤 高速运行时,在驱动电路方面提高转矩

时间:2018-08-29 08:10来源:未知 作者:admin 点击:
步进电机的选型步骤详解-步进电机高速运行时,在驱动电路方面提高转矩的方法

1、步进电机转矩的选择

  步进电机的保持转矩,近似于传统电机所称的“功率”。当然,有着本质的区别。步进电动机的物理结构,完全不同于交流、直流电机,电机的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小(即所要带动物体的扭力大小),来选择哪种型号的电机。大致说来,扭力在0.8N.m以下,选择20、28、35、39、42(电机的机身直径或方度,单位:mm);扭力在1N.m左右的,选择57电机较为合适。扭力在几个N.m或更大的情况下,就要选择86、110、130等规格的步进电机。

  2、步过电机转速的选择

  对于电机的转速也要特别考虑。因为,电机的输出转矩,与转速成反比。就是说,步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速,其输出转矩较大),在高速旋转状态的转矩(1000转/分--9000转)就很小了。当然,有些工况环境需要高速电机,就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。选择电感稍小一些的电机,作为高速电机,能够获得较大输出转矩。反之,要求低速大力矩的情况下,就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。

  3、步进电机空载起动频率的选择

  步进电机空载起动频率,通常称为“空起频率”。这是选购电机比较重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止,并且,转速在1000转/分钟左右(或更高),通常需要“加速启动”。如果需要直接启动达到高速运转,最好选择反应式或永磁电机。这些电机的“空起频率”都比较高。

  4、步进电机的相数选择

  步进电机的相数选择,这项内容,很多客户几乎没有什么重视,大多是随便购买。其实,不同相数的电机,工作效果是不同的。相数越多,步距角就能够做的比较小,工作时的振动就相对小一些。大多数场合,使用两相电机比较多。在高速大力矩的工作环境,选择三相步进电机是比较实用的。

  5、针对步进电机使用环境来选择

  特种步进电机能够防水、防油,用于某些特殊场合。例如水下机器人,就需要放水电机。对于特种用途的电机,就要针对性选择了。

  6、根据您的实际情况可否需要特殊规格

  特殊规格的步进电机,请和我们沟通,在技术允许的范围内,加工订货。例如,出轴的直径、长短、伸出方向等。

  7、如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通与确认型号

  如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通,以便于确认你要选择的步进机电能否满足你所要求各方面的指标。


步进电机高速运行时,在驱动电路方面提高转矩的方法
 

一、提高驱动电路的电压:要维持高速时的大转矩,就要保持电流不变,使斩波器工作在恒电流状态。要使电流恒定,只能提高脉冲频率。当步进电机输出转速到达一定高的速度时,由于电压限制,只能工作在恒电压状态,如果提高输入电压,则可以使其在高速时依然能工作在恒电流状态,从而提高高速时的转矩。

二、降低驱动电路关断时的电流:线圈内的电流在功率管关断时,由于电流变化率大,线圈内会产生非常大的感应电压,功率管会有被击穿的危险,通常会有保护电路,其构成如下图所示,图中①为续流二极管结构,功率管关断时,线圈产生的反电势通过续流二极管和线圈组成的闭合回路形成释放电流通路,此电流在转子中产生的转矩与转向相反,为制动转矩,使动态转矩下降。相应的,③在二极管支路串入一个电阻,降低产生制动转矩的电流。

步进电机各种驱动电路的功率电路

下图为上图中①和⑥电路对同一步进电机驱动的速度-转矩特性。驱动电路⑥为A与(杠A)相续流电路加入电阻和电容,以减少释放电流的方法。电路①和⑥的速度-转矩特性有很大区别,从此看出,驱动电路的结构对步进电机的动态转矩的影响非常大。

基于驱动电路的速度-转矩特性比较

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