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常用步进电机技术术语

2015年04月02日 专题, 步进电机, 步进电机原理 ⁄ 转载:原文链接 ⁄ 共 2458字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 2,405 次

 

近二十年来,步进电机有很大的发展,各项性能指标有了很大的提高,而其中主要的频率指标的提高,这一方面从改善电动机元件本身的结构、设计和工艺来达到,同时也从驱动器的改进来获得。

目前小步距步进电机的最高启动频率大约可以达到2000~5000步/秒,最高运行频率可以到达16000步/秒,而在驱动器采用所谓“细分”线路时,最高运行频率可以达到160000/秒或更高一些。

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步距角:  是指的理论值或平均值,即每输入一个电脉冲信号时转子转过的角度称为步进角。步进角的大小可直接影响电机的运行精度。

精度: 通常指的是最大步距误差或最大累积误差,直接用机械角度或步距的百分数来表示。步距误差和累积误差是两个概念,在数值上也就不一样,这就是说精度的定义没有完全统一起来.从使用的角度看,对多数情况来说,用累积误差来衡量精度比较方便.最大累积误差,是指从任意位置开始,经过任意步之间,角位移误差的最大值.由于步进电机转过一圈以后,转子的运动有重复性,所以精度的定义,可以认为是在一圈范围内,任意步之间转子角位移误差的最大值。

转矩: 保持转矩(或定位转矩),是指绕组不通电时电磁转矩的最大值,或转角不超过一定值时的转矩值.通常反应式步进电机的保持转矩为零,除非具有特殊的产生保持转矩的装、I.若千类型的永磁式步进电机,具有一定的保持转矩。

相数  电机内部线圈的组数。电机的相数不同其补距角也不同

整步: 最基本的驱动方式,这种驱动方式的每个脉冲使电机移动一个基本步距角。

例如: 标准两相电机的一圈共有 200 个步距角,则整步驱动方式下,每个脉冲使电机移动 1.8。

半步: 在单相激磁时,电机转轴停至整步位置上,驱动器收到下一个脉冲后,如给另一相激磁且保持原来相继续处在激磁状态,则电机转轴将移动半个基本步距角,停在相邻两个整步位置的中间。如此循环地对两相线圈进行单相然后两相激磁,步进电机将以每个脉冲半个基本步距角地方式转动

细分: 细分就是指电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。例如:驱动器工作在 10 细分状态时,其步距角只为电机固有步距角的十分之一,也就是说:当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,电机转动1.8度;而用细分驱动器工作在 10 细分状态时,电机只转动了 0.18。细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关。

保持转距: 是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机 的输出力矩随速度的增大而不断衰减输出功率也随速度的增大而变化,所以保持力矩就成为衡量步进电机的最重要参数之一。比如,当人们说2N.m 的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为 2N. M 的步进电机。

制动转矩: 是指步进电机在没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。在国内没统一的翻译方式,容易使大家产生误解。

启动矩频特征: 在给定驱动的情况下,负载的转动惯量一定时,启动频率同负载转矩之间的关系称为启动矩频特性,又称牵入特性。

运行矩频特征: 在负载转动惯量不变时,运行频率同负载转矩之间的关系称为运行矩频特性,又称牵出特性。

空载启动频率: 指步进电机能够不失步启动的最高脉冲频率。

静态相电流: 电机不动时每相绕组允许通过的电流,即额定电流。

静转矩: 是指不改变控制绕组通龟状态,即转子不转情况下的电磁转矩。它是绕组内的电流及失调角的函数,当绕组内电流的值不变时,静转矩与失调角的关系称为矩角特性。对应于某一失调角时,静转矩的值为最大,称为最大静转矩Mk),它的值取决于通电状态及绕组内电流的值。

动转矩: 是指转子转动情况下的最大输出转矩值.它与运行的频率有关.

晌应频率: 在某一频率范围内,步进电机可以任意运行而不会丢失一步,则这一最大频率称为响应频率。通常用起动频率(介)来作为衡量的指标,它是能不丢步地起动的极限频率,有时也叫做突跳频率。对于一定的电动机及一定的驱动器情况,起动频率的值与负载的大小有关,负载的大小包含负载转矩和负载转动惯量二方面的含义。

运行频率(或连续频率): 是指频率连续上升时,电动机能不失步运行的极限频率。它的值也与负载的大小有关。很显然,在同样负载情况下,连续频率(f.)的值高于响应频率或起动频率(了,)的值。步进电机作为伺服电动机或驱动电动机,它的主要技术指标包括:步距,输出转矩,起动0率,运行频率,精度以及效率等。由于步进电机用在数字程序控制系统内,这种系统的工作速度,取决于电动机的控制频率,用每秒脉冲数(或每秒步数)来衡量,所以步进电机的频率指标常常特别重要。至于主要要求起动频率还是运行频率指标,则要看系统的具体情况而定,有的系统经常带着固定的负载,要求恒定的工作速度,不允许工作速度有变化,例如“作孔机”(纸带穿孔机)就是这样,步进电机应用于这种系统时,主要要求负载情况下起动频率指标,运行频率指标在这里就没有什么意义,相反在另外一些系统内,工作的速度可以并且要求有变化,例如数控机床就是这样,在这种情况下主要就是运行指标了。

 

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