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什么是一體式步進電機?一體式步進電機的選型【詳解】

  一體式步進電機就是把驅動器和步進電機安裝成一個整體,省空間,接線簡單,走線簡潔。

一體化步進電機的結構組成:

  一體化步進系統由步進電機、反饋系統(選配)、驅動放大器、運動控制器等子系統組成。如果把用戶上位機(PC、PLC等)比作公司老板,運動控制器就是高管,驅動放大器就是技工,步進電機就是機床。老板通過某種通訊方式/協議(電話、電報、電郵等)協調數個高管間合作,步進電機區別于其他所有電機的最大優點走步精準而且有力。

一體式步進電機

  步進電機優勢:

  體積小、故障率低、無需匹配電機和驅動控制器,使用簡單,系統設計和維護方便,大大減少產品開發時間。

  步進電機選型編輯步進電機能將電脈沖信號轉變為角位移或線位移。在額定功率范圍內,電機的轉速只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,加上步進電機累積誤差較小等特點,使得在速度、位置等領域用步進電機來控制變得較為簡單。步進電機分三種,目前主要廣泛應用的是混合式步進電機。

  步進電機選型必須注意事項:

  1) 步距角: 收到一個步進脈沖,電機所轉動的角度。實際步距角和驅動器的細分數有關。一般步進電機的精度為步距角的3-5%,不累積。

  2) 相數: 電機內部的線圈組數。相數不同,步距角不同。如使用細分驅動器,則‘相數’沒有意義:改變細分數就可改變步距角。

  3) 保持轉矩:亦稱為最大靜轉矩。指額定電流下轉速為零時,外力迫使轉子轉動所需的力矩。保持轉矩與驅動電壓及驅動電源等無關。步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由于步進電機的輸出力矩和功率隨速度增大而不斷變化,所以保持轉矩是衡量步進電機最重要的參數之一。

  雖然保持轉矩與電磁激磁安匝數成正比,與定齒轉子間的氣隙有關。但過份采用減小氣隙,增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的,這樣會造成電機的發熱及機械噪音。保持轉矩的選型確定:步進電機的動態力矩一下子很難確定,往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載,而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。

  單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。階越(突然)起動時(一般由低速)時二種負載均要考慮,加速(斜坡)起動時主要考慮慣性負載,恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下,保持轉矩應為摩擦負載的2-3倍內好,保持轉矩一旦選定,電機的機座及長度便能確定下來。

  4) 額定相電流:指電機實現各項額定廠方參數時的每相(每個線圈)電流。實驗證明高于和低于該電流均可造成電機工作時某些指標超標而同時另一些指標不達標。

 溫馨提醒:

  低速運轉的振動和噪聲。從本質上說,每一脈沖都是對電機系統的激勵。當激勵頻率接近電機的自振頻率時,轉子就會有大幅的震動。因此振動和噪聲是其固有的特點。一般轉速為1圈/秒,2圈/秒時震動最大。可采用改變減速比,細分驅動器等方法減緩。

  選擇電源時,電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來選擇。轉速較高或響應要求較快時選較高電壓。電流一般根據驅動器的輸出相電流峰值來確定;線性電源取相電流的1.1~1.3倍,開關電源取相電流 的1.5~2倍;

  脫機時電機電流被切斷,轉子處于自由狀態(脫機狀態)。如不斷電時要手動轉動電機軸,可使用脫機。運行溫度過高會發生退磁現象導致力矩下降和失步。

  一般退磁點大于攝氏130度,故電機表面攝氏80-90度屬正常。電機沒有載荷情況下能正常啟動的最高脈沖頻率叫空載啟動頻率。如果高于該值,則不能正常啟動。在有負載的情況下,啟動頻率應更低。

一體化步進電機和普通步進電機的區別:

  一體化運動控制系統,集運動控制、編碼器反饋、電機驅動、本地IO和步進電機為一體,相比傳統的電機組成的運動控制系統,大大簡化系統的復雜程度,減少系統安裝面積,可有效提高系統集成的工作效率,降低系統綜合成本。

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