1、系統(tǒng)常識(shí):步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能,不但取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的性能,也取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研究幾乎是與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的研究同步進(jìn)行的。
2、系統(tǒng)概述:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行元件。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)(來自控制器),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。
3、系統(tǒng)控制:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能直接接到直流或交流電源上工作,必須使用專用的驅(qū)動(dòng)電源(步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器)。控制器(脈沖信號(hào)發(fā)生器)可以通過控制脈沖的個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
4、用途: 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種控制用的特種電機(jī),作為執(zhí)行元件,是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展(步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器性能提高),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的需求量與日俱增。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中精度沒有積累誤差的特點(diǎn),使其廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化控制系統(tǒng),特別是開環(huán)控制系統(tǒng)。
5、步進(jìn)電機(jī)按結(jié)構(gòu)分類:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也叫脈沖電機(jī),包括反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(HB)等。
(1)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī):也叫感應(yīng)式、磁滯式或磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。其定子和轉(zhuǎn)子均由軟磁材料制成,定子上均勻分布的大磁極上裝有多相勵(lì)磁繞組,定、轉(zhuǎn)子周邊均勻分布小齒和槽,通電后利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。一般為三、四、五、六相;可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出(消耗功率較大,電流****可達(dá)20A,驅(qū)動(dòng)電壓較高);步距角。ㄗ钚】勺龅10');斷電時(shí)無定位轉(zhuǎn)矩;電機(jī)內(nèi)阻尼較小,單步運(yùn)行(指脈沖頻率很低時(shí))震蕩時(shí)間較長;啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高。
(2)永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī):通常電機(jī)轉(zhuǎn)子由永磁材料制成,軟磁材料制成的定子上有多相勵(lì)磁繞組,定、轉(zhuǎn)子周邊沒有小齒和槽,通電后利用永磁體與定子電流磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。一般為兩相或四相;輸出轉(zhuǎn)矩。ㄏ墓β瘦^小,電流一般小于2A,驅(qū)動(dòng)電壓12V);步距角大(例如7.5度、15度、22.5度等);斷電時(shí)具有一定的保持轉(zhuǎn)矩;啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較低。
(3)混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī):也叫永磁反應(yīng)式、永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。其定子和四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒有區(qū)別(但同一相的兩個(gè)磁極相對(duì),且兩個(gè)磁極上繞組產(chǎn)生的N、S極性必須相同),轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜(轉(zhuǎn)子內(nèi)部為圓柱形永磁鐵,兩端外套軟磁材料,周邊有小齒和槽)。一般為兩相或四相;須供給正負(fù)脈沖信號(hào);輸出轉(zhuǎn)矩較永磁式大(消耗功率相對(duì)較。;步距角較永磁式。ㄒ话銥1.8度);斷電時(shí)無定位轉(zhuǎn)矩;啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高;是目前發(fā)展較快的一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
6、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按工作方式分類:可分為功率式和伺服式兩種。
(1)功率式:輸出轉(zhuǎn)矩較大,能直接帶動(dòng)較大負(fù)載(一般使用反應(yīng)式、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī))。
(2)伺服式:輸出轉(zhuǎn)矩較小,只能帶動(dòng)較小負(fù)載(一般使用永磁式、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī))。
7、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇:
(1) 首先選擇類型,其次是具體的品種與型號(hào)。
(2) 反應(yīng)式、永磁式和混合式三種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)、外形尺寸、安裝方法、脈沖電源種類和控制電路等都不同,價(jià)格差異也很大,選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮。
(3) 具有控制集成電路的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)優(yōu)先考慮。
8、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù): (1)電機(jī)固有步距角: 它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào),電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值,如86BYG250A型電機(jī)給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時(shí)為0.9°、整步工作時(shí)為1.8°),這個(gè)步距角可以稱之為‘電機(jī)固有步距角’,它不一定是電機(jī)工作時(shí)的實(shí)際步距角,實(shí)際步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。
(2)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù): 是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)增加相數(shù)能提高性能,但步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電源都會(huì)更復(fù)雜,成本也會(huì)增加。
( 3) 保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE):也叫****靜轉(zhuǎn)矩,是在額定靜態(tài)電流下施加在已通電的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) |