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步进电机选型的9条原则
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伺服与运动控制展厅
电机驱动器, 伺服电机, 伺服控制系统, 数控系统, ...
步进电机是一种作为控制用的特种电机,它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的,其特点是没有积累误差(精度为百分之100),所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动,这种装置就是步进电机驱动器,它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移,或者说:控制系统每发一个脉冲信号,通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

为了让更多的用户了解步进电机及步进电机驱动器,选择到最适合自己使用要求的步进电机和步进电机驱动器,特将有关选型原则介绍如下:(仅供参考)

1. 首先确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。最简单的方法是在负载轴上加一杠杆,用弹簧秤拉动杠杆,拉力乘以力臂长度既是负载力矩。或者根据负载特性从理论上计算出来。由于步进电机是控制类电机,所以目前常用步进电机的最大力矩不超过 45Nm ,力矩越大,成本越高,如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围,可以考虑加配减速装置。

2. 确定步进电机的最高运行转速。转速指标在步进电机的选取时至关重要,步进电机的特性是随着电机转速的升高,扭矩下降,其下降的快慢和很多参数有关,如 : 驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机大小等等,一般的规律是:驱动电压越高,力矩下降越慢;电机的相电流越大,力矩下降越慢。在设计方案时,应使电机的转速控制在 1500 转 / 分或 1000 转 / 分,当然这样说很不规范,可以参考〈矩 - 频特性〉。

3. 根据负载最大力矩和最高转速这两个重要指标,再参考〈矩 - 频特性〉,就可以选择出适合自己的步进电机。如果您认为自己选出的电机太大,可以考虑加配减速装置,这样可以节约成本,也可以使您的设计更灵活。要选择好合适的减速比,要综合考虑力矩和速度的关系,选择出最佳方案。

4. 最后还要考虑留有一定的(如百分之30 )力矩余量和转速余量。

5. 尽量选择混合式步进电机,它的性能高于反映式步进电机。

6. 尽量选取细分驱动器,且使驱动器工作在细分状态。

7. 选取时且勿走入只看电机力矩这一个指标的误区,也就是说并非电机的扭矩越大越好,要和速度指标一起考虑。

8.在转速要求较高的情况下可以选择驱动电压高一点的驱动器。

9.在选购时是采用两相的还是三相的,这并没有什么具体的要求,只要步距角能满足使用要求就行。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2010-3-11)
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