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步進電機和驅動器選型指南
發布時間:2023-02-09 11:25:45
由于步進電機及驅動器型號、種類較多,用戶在選擇時應有一定的依據,這樣才能在滿足性能要求的前提下,選到性價比較高的產品。今天就給大家一些選型參考,希望能有所幫助。
選型原則
A.如何正確選擇步進電機?
主要視具體應用情況而定,簡單地說要確定:負載的性質(如水平還是垂直負載等),轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求,上位控制要求(如對端口界面和通訊方面的要求),主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源,或電池供電,電壓范圍。據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。
B.如何配用步進電機驅動器?
根據電機的電流,配用大于或等于此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對于大轉矩電機,盡可能用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速性能。
1、步進電機轉矩的選擇
步進電機的保持轉矩,近似于傳統電機所稱的“功率”。當然,有著本質的區別。步進電動機的物理結構,完全不同于交流、直流電機,電機的輸出功率是可變的。通常根據需要的轉矩大小(即所要帶動物體的扭力大小),來選擇哪種型號的電機。大致說來,扭力在0.8N.m以下,選擇20、28、35、39、42(電機的機身直徑或方度,單位:mm)%3B扭力在1N.m左右的,選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下,就要選擇86、110、130等規格的步進電機。
2、步過電機轉速的選擇
對于電機的轉速也要特別考慮。因為,電機的輸出轉矩,與轉速成反比。就是說,步進電機在低速(每分鐘幾百轉或更低轉速,其輸出轉矩較大),在高速旋轉狀態的轉矩(1000轉%2F分--9000轉)就很小了。當然,有些工況環境需要高速電機,就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指標進行衡量。選擇電感稍小一些的電機,作為高速電機,能夠獲得較大輸出轉矩。反之,要求低速大力矩的情況下,就要選擇電感在十幾或幾十mH,電阻也要大一些為好
3、步進電機空載起動頻率的選擇
步進電機空載起動頻率,通常稱為“空起頻率”。這是選購電機比較重要的一項指標。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止,并且,轉速在1000轉/分鐘左右(或更高),通常需要“加速啟動”。如果需要直接啟動達到高速運轉,最好選擇反應式或永磁電機。這些電機的“空起頻率”都比較高。
4、步進電機的相數選擇
步進電機的相數選擇,這項內容,很多客戶幾乎沒有什么重視,大多是隨便購買。其實,不同相數的電機,工作效果是不同的。相數越多,步距角就能夠做的比較小,工作時的振動就相對小一些。大多數場合,使用兩相電機比較多。在高速大力矩的工作環境,選擇三相步進電機是比較實用的。
5、針對步進電機使用環境來選擇
特種步進電機能夠防水、防油,用于某些特殊場合。例如水下機器人,就需要仿水電機。對于特種用途的電機,就要針對性選擇了。
6、選擇步進電機應遵循先選電機后選驅動器原則
先明確負載特性,再通過比較不同型號步進電機的靜力矩和矩頻曲線,找到與負載特性最匹配的步進電機;精度要求高時,應接受機械減速裝置,以使電機工作在效率最高、噪音最低的狀態;避開使電機工作在振動區,如若必需則通過轉變電壓、電流或增加阻尼的方法解決;電源電壓方面,建議57電機接受直流24V-36V、86電機接受直流46V、110電機接受高于直流80V;大轉動慣量負載應選擇機座號較大的電機;大慣量負載、工作轉速較高時,電機而應接受漸漸升頻提速,以防止電機失步、削減噪音、提高停轉時的定位精度;鑒于步進電機力矩一般在40Nm以下,超出此力矩范圍,且運轉速度大于1000RPM時,即應考慮選擇伺服電機,一般溝通伺服電機可正常運轉于3000RPM,直流伺服電機可可正常運轉于10000RPM。
7、選擇驅動器和細分數最好不選擇整步狀態
由于整步狀態時振動較大;盡量選擇小電流、大電感、低電壓的驅動器;配用大于工作電流的驅動器、在需要低振動或高精度時配用細分型驅動器、對于大轉矩電機配用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速性能;在電機實際使用轉速通常較高且對精度和平穩性要求不高的場合,不必選擇高細分數驅動器,以便節省成本;在電機實際使用轉速通常很低的條件下,應選用較大細分數,以確保運轉平滑,削減振動和噪音;總之,在選擇細分數時,應綜合考慮電機的實際運轉速度、負載力矩范圍、減速器設置狀況、精度要求、振動和噪音要求等。
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