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步进电机工作原理,步进电机造型指南

信息发布:步进电机供应商-福山自动化科技    添加时间:2018-09-10

生产厂家对步进电机驱动系统的通俗表述如下:
步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,与其匹配的驱动器共同组成一个可控的步进电机运动系统,具有良好的数据控制特性。在接受来自控制器(PLC、单片机等可编程处理器)的工作指令(开关脉冲信号)时,其驱动器依据工作指令向定子绕组有序励磁,使定子内部建立一个实时响应的脉动的、非连贯性变化的磁场,并作用于周边带有很多小齿的转子,使转子产生旋转运动,即施加一个脉冲,马达转动一步。在理想的情况下,其转子旋转的速度、累计旋转角度完全同步于控制器输入的脉冲频率及脉冲数,因而,只需在规定的时间内向步进电机运动系统提供有效的工作指令,转子将会被准确地驱动到设定的角度位置,在进一步的工作指令到来之前,始终保持在该位置。
步进电机的双向驱动、固有的刹车制动性能、可适当调整的输出扭矩、功率控制、精确的位置度、高分辨率、良好的数字交互界面,且仅采用开环控制即能达到良好的使用效果等是其显著的优势。而且与伺服系统比较,其单位体积输出功率大、转动惯量小、无漂流及起动峰涌现象、无位置累积误差等良好优点,是一种成本低廉的数字控制类电机。
正由于具备以上固有的优点,在众多领域已奠定了其应用地位,并被广泛应用于需要控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域,如办公室自动化、安防、医疗设备,纺织品机器、舞台灯光、贩卖机与售票机,机械自动化等。
选用步进电机时应注意以下几点:
1、一般应选用力矩比实际需要大百分之五十到百分之百的步进电机,因为步进电机不能过负载运行,即便是瞬间过载都可能造成失步、停转或不规则原地来回作动。
2、上位控制器输入的脉冲电流必须够大(一般要>10mA),以确保光电耦合器稳定导通,否则会导致步进电机失步;如果输入脉冲频率过高,会因个别脉冲接收不到,导致步进电机失步。
3、启动频率不应太高,应在启动程序中设置加速过程,即从规定的启动频率开始,加速到设定频率,否则就可能不稳定,甚至处于惰态。
4、电机如果未固定好,造成强烈共振,也会导致步进电机失步。
5、应了解步进电机的固有弱点:输入脉冲频率过高,易导致丢步;输入脉冲频率过低,易出现共振;转速偏高时扭矩降低明显。
6、应了解最新型步进电机的性能,必要时选用采用了最新控制技术的高级步进电机系统,高级系统既可以使步进电机在高速状态下减少共振,还能运用减少步进电机反电动势的技术,增加电机在高速状态下的扭矩。
选用步进电机驱动器应注意以下几点:
1、使用步进电机驱动器注意事项
1)电源电压要合适(过压可能造成驱动模块的损坏),直流输入的+/-极性不得接错,驱动控制器的电流设定值应该合适(开始时不要太大);
2)控制信号线接牢靠,工业环境下应考虑屏蔽问题(如采用双绞线);
3)不要一开始就把所有线全接上,可先进行最基本系统的连接,确认运行良好后再完成全部连接。
4)必须事先确认好接地端和浮空端。
5)刚开始运行时,仔细观察电机的声音和温升情况,发现异常应立即停机调整。
2、一般步进电机驱动器识别的最低脉冲脉宽和2细分下的最高接受频率
一般识别的最低脉冲脉宽不少于2微秒,2细分下的最高接受频率为40khz左右
3、步进电机驱动器的一般故障现象
不工作,丢步(也许电机力不够),时走时停,大小步,震动大,抖动明显,乱转,缺相等。
选用步进电机控制器应注意以下几点:
1、步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机(或其它如PLC等)产生。其基本原理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式,其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C,D相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,如果按反序通电换相,则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。
2、PLC与步进电机驱动器接线指南:
q0.0---->控制脉冲q0.2---->控制方向L+---->共阳端L+与pul+、dir+相接
q0.0----->控制脉冲与pul-连接q0.2----->控制方向与dir-连接
注意脉冲和方向均串1k电阻
选用步进马达IC应注意以下两点:
1、选用高集成度、技术成熟的最新马达IC产品,有利于加快电子类运动控制产品更新换代的速度,有利于降低产品开发的难度,有利于拓宽单一产品的实际应用范围,有利于提高产品的性价比。
2、目前技术领先的高集成度马达IC产品主要有,德国TRINAMIC运动控制产品、东芝马达IC产品等,这些厂家步进马达IC的共同特点是体积小、集成度高、运行稳定、性价比高、供货渠道稳定多元。
来源http://www.zgfushan.com/

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