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如何选择合适的步进电机

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如何选择合适的步进电机
1. 负载分类: (1)Tf 力矩负载: Tf = Gr G 重物重量 r 半径

(2)TJ 惯性负载: J = M(R12+R22)/ 32 (Kgcm) M:质量 R1:外径 R2:内径 TJ = Jdw/dt dw/dt 为角加速度

2.力矩曲线图的说明 力矩曲线图是步进电机输出特性的重要表现,以下是我们对其中关键词语的解释.

说明: 1. 工作频率点: 表示步进电机在该点的转速值.单位:Hz n=Θ*Hz / (360*D) n 转/秒 Hz 该点的频率值 D 电路的细分值, Θ 步进电机的步距角 例:1.8 步进电机,在 1/2 细分驱动的情况下(即每步 0.9)500Hz 时,其速度是 1.25 转/ 秒 2. 起动区域: 步进电机可以直接起动或停止的区域. 3. 运行区域: 在这个区域里,电机不能直接运行,必须先要在起动区域 内起动,然后通 过加速的方式,才能到达该工作区域内.同样,在该区域内,电机也不能直接制动,否则就 会造成失步,必须通过减速的方式到起动区域内,在进行制动. 4. 最大起动频率点:步进电机在空载情况下,最大的直接起动速度点. 5. 最大运行频率点:步进电机在空载情况下,可以达到的最大的运行速度点. 6. 起动力矩:步进电机在特定的工作频率点下,直接起动可带动的最大力矩负载值. 7. 运行力矩:步进电机在特定的工作频率点下,运行中可带动的最大力矩负载值.由于运 动惯性的原因,所以,运行力矩要比起动力矩大. 3 加速和减速运动的控制 当一个系统的工作频率点在力矩曲线图的运行区域内时, 如何在最短的时间内加速, 减速就 成了关键. 如下图示,步进电机的动态力矩特性一般在低速时为水*直线状,在高速时,由于电感的影 响,很快下滑.

(1)直线加速运动

已知电机负载为 TL,要从 F0 在最短时间 tr 内加速到 F1,求 tr 和 加速脉频率 F(t) A.确定 TJ,一般 TJ =70% Tm. B.tr = 1.8*10-5*J*Θ*(F1-F0)/ (TJ-TL) C.F(t)=(F1-F0)*t/tr+F0 , 0 < t < tr (2)指数加速运动

已知电机负载为 TL,要从 F0 在最短时间 tr 内加速到 F1,求 tr 和 加速脉频率 F(t) A.确定 TJ0,TJ1一般 TJ0 =70% Tm0,TJ1 =70% Tm1,TL=60%Tm1 B.tr = F4*ln[(TJ0-TL)/(TJ1-TL)] C.F(t)=F2*[1-e^(-t/F4)]+F0 , 0 < t < tr 其中,F2=(TL-TJ0)*(F1-F0)/(TJ1-TJ0) F4=1.8*10-5*J*Θ*F2 /( TJ0-TL) J 为电机转子和负载的转动惯量,Θ为每一步的度数,整步运行时为电机步距角. 至于减速的控制,只要将上诉的加速脉频率反过来进行即可. 4 振动和噪音 一般来说,步进电机在空载运行时,在 200pps 左右会有一个很严重的振动,甚至会产生失

步的现象, 这是由于电机转子是一个有质量的物体, 当电机运行的频率接*到转子的固有频 率,振动就产生了,一般有几种解决的办法: 1. 避开振动区,使电机的工作频率不在这个范围内. 2. 采用细分的驱动方式,使原来 1 步完成的动作分几步完成,减少振动,一般半步运动时, 电机的力矩比整步时少 15%,采用正弦波电流控制时,力矩减小为 30%.




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