轉速因素對步進(jìn)電機的影響
文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機 人氣:4091發(fā)表時(shí)間:2020-11-27
1.步距角與轉速
選用市面出售的產(chǎn)品,根據使用速度,選擇步進(jìn)電機工作在最佳狀態(tài)很重要。步進(jìn)電機速度分為:只在低速下使用、在2000rpm以上的高速使用和由低速到高速寬范圍使用三種速度狀態(tài),步進(jìn)電機的選擇會(huì )因此而有所不同。
步進(jìn)電機高速運行時(shí),因線(xiàn)圈電感的影響,會(huì )限制線(xiàn)圈電流的流人。設1相的線(xiàn)圈電抗為x,驅動(dòng)電流的頻率角速度為w(電氣角),其同步轉動(dòng)的轉子機械角速度為wWm,則在高速運行時(shí),線(xiàn)圈電阻R<X,1相繞組的阻抗Z變成下式:
Z≈wL= NWmL
轉子以轉速w_轉動(dòng)時(shí),阻抗z要求轉子齒數N,越小越好,這樣電流易于流人。另外定子為恒流驅動(dòng),如果轉速太高,也無(wú)法達到恒流控制,會(huì )變成恒壓驅動(dòng),高速運動(dòng)時(shí),此狀態(tài)驅動(dòng)的情況較多。在此狀態(tài)下,外加電壓為V時(shí),若反電動(dòng)勢為E,則由下式來(lái)定其電流I;I=(V-E)/Z。高速轉動(dòng)N小的電機電流I大。步距角來(lái)決定,齒數N小,則步進(jìn)電機的步距角大。高速運行時(shí),選擇步距角度大的步進(jìn)電機。相反,低速驅動(dòng)以步距角小的電機較合適。
低速運行容易產(chǎn)生振動(dòng)或共振,為避免或減小振動(dòng),電機的步距角要小,而且兩相電機不如三相電機好。更進(jìn)-步 分析,全步進(jìn)不如半步進(jìn)、細分步進(jìn)的好。并且,轉子齒數多的電機,低速時(shí)的轉矩大。低速使用時(shí),盡可能使用直接驅動(dòng),而不要使用減速器這是因為步距角小的步進(jìn)電機低速時(shí)輸出高轉矩的速度-轉矩特性下降斜率大,適合低速運行。
圖7.5表示同一臺電機不同步距角時(shí),速度轉矩特性曲線(xiàn)不同。例如在200rpm使用1. 2°比500rpm使用0. 6°的轉矩小。

2.電機的種類(lèi)與轉速
相同步距角的電機根據其結構構,有適合低速和適合高速之分。例如三相RM型步進(jìn)電機(電機大小42mm方形,40mm長(cháng),步距角3.75)的速度-轉矩特性。由低速到高速4000rpm 速度變化不大,形成平坦的曲線(xiàn)。
此種步進(jìn)電機可在中速到高速下運行,而且低速轉矩不大,不會(huì )產(chǎn)生共振現象。大多數低速輸出大轉矩的電機均使用直接驅動(dòng)方式,而此種低速小轉矩的電機不能直接驅動(dòng)。此種低速的情況用HB型較適合。
選用市面出售的產(chǎn)品,根據使用速度,選擇步進(jìn)電機工作在最佳狀態(tài)很重要。步進(jìn)電機速度分為:只在低速下使用、在2000rpm以上的高速使用和由低速到高速寬范圍使用三種速度狀態(tài),步進(jìn)電機的選擇會(huì )因此而有所不同。
步進(jìn)電機高速運行時(shí),因線(xiàn)圈電感的影響,會(huì )限制線(xiàn)圈電流的流人。設1相的線(xiàn)圈電抗為x,驅動(dòng)電流的頻率角速度為w(電氣角),其同步轉動(dòng)的轉子機械角速度為wWm,則在高速運行時(shí),線(xiàn)圈電阻R<X,1相繞組的阻抗Z變成下式:
Z≈wL= NWmL
轉子以轉速w_轉動(dòng)時(shí),阻抗z要求轉子齒數N,越小越好,這樣電流易于流人。另外定子為恒流驅動(dòng),如果轉速太高,也無(wú)法達到恒流控制,會(huì )變成恒壓驅動(dòng),高速運動(dòng)時(shí),此狀態(tài)驅動(dòng)的情況較多。在此狀態(tài)下,外加電壓為V時(shí),若反電動(dòng)勢為E,則由下式來(lái)定其電流I;I=(V-E)/Z。高速轉動(dòng)N小的電機電流I大。步距角來(lái)決定,齒數N小,則步進(jìn)電機的步距角大。高速運行時(shí),選擇步距角度大的步進(jìn)電機。相反,低速驅動(dòng)以步距角小的電機較合適。
低速運行容易產(chǎn)生振動(dòng)或共振,為避免或減小振動(dòng),電機的步距角要小,而且兩相電機不如三相電機好。更進(jìn)-步 分析,全步進(jìn)不如半步進(jìn)、細分步進(jìn)的好。并且,轉子齒數多的電機,低速時(shí)的轉矩大。低速使用時(shí),盡可能使用直接驅動(dòng),而不要使用減速器這是因為步距角小的步進(jìn)電機低速時(shí)輸出高轉矩的速度-轉矩特性下降斜率大,適合低速運行。
圖7.5表示同一臺電機不同步距角時(shí),速度轉矩特性曲線(xiàn)不同。例如在200rpm使用1. 2°比500rpm使用0. 6°的轉矩小。

2.電機的種類(lèi)與轉速
相同步距角的電機根據其結構構,有適合低速和適合高速之分。例如三相RM型步進(jìn)電機(電機大小42mm方形,40mm長(cháng),步距角3.75)的速度-轉矩特性。由低速到高速4000rpm 速度變化不大,形成平坦的曲線(xiàn)。
此種步進(jìn)電機可在中速到高速下運行,而且低速轉矩不大,不會(huì )產(chǎn)生共振現象。大多數低速輸出大轉矩的電機均使用直接驅動(dòng)方式,而此種低速小轉矩的電機不能直接驅動(dòng)。此種低速的情況用HB型較適合。
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