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步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)
步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素(如電源電壓的波動(dòng)、電流的大小與波形的變化、溫度等)的影響,只要在它們的大小未引起步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生“丟步”現(xiàn)象之前,就不影響其正常工作;
步進(jìn)電機(jī)的步距角有誤差,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累積誤差,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)以后,其累積誤差為“零”,不會(huì)長(zhǎng)期積累。
控制性能好。
針對(duì)上面各問題原因,可以分別采取下面對(duì)策來改善步進(jìn)電機(jī)失步問題:
1)核算負(fù)載的力矩,參考步進(jìn)電機(jī)距頻圖看看在對(duì)應(yīng)速度下步進(jìn)電機(jī)是不是有足夠扭矩能力帶動(dòng)負(fù)載,可以換個(gè)在對(duì)應(yīng)工作速度下扭矩大的步進(jìn)電機(jī)來對(duì)比測(cè)試。
2)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)階段就像開手動(dòng)波的汽車,需要逐步上檔而提速,加減速不充分,會(huì)導(dǎo)致失步。一般建議負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不要大于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的10倍,不然加減速過程會(huì)比較漫長(zhǎng)。
3)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)瞬間我們會(huì)測(cè)試到額定電流1.6倍左右的電流,如果電源功率不夠,會(huì)讓電機(jī)里面的有效電流過低,從而帶不動(dòng)負(fù)載。建議一般電源留30%以上余量。
4)步進(jìn)電機(jī)需要快速啟動(dòng)或者高速運(yùn)行,需要驅(qū)動(dòng)電壓比較高,工作電流設(shè)定值足夠大,否則也容易失步。
失步和過沖現(xiàn)象分別出現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)和停止的時(shí)候。自2013年起,中國(guó)正式成為全球最1大機(jī)器人商場(chǎng),并堅(jiān)持年均50%以上的增速。一般情況下,系統(tǒng)的極限啟動(dòng)頻率比較低,而要求的運(yùn)行速度往往比較高。如果系統(tǒng)以要求的運(yùn)行速度直接啟動(dòng),因?yàn)樵撍俣纫呀?jīng)超限,啟動(dòng)頻率而不能正常啟動(dòng),起則發(fā)生丟步,重則根本不能啟動(dòng),產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。系統(tǒng)運(yùn)行起來后,如果達(dá)到終點(diǎn)時(shí)立即停止發(fā)送脈沖,令其立即停止,則由于系統(tǒng)慣性的作用,步進(jìn)電機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)過控制器所希望的平衡位置。
為了克服步進(jìn)失步和過沖現(xiàn)象,應(yīng)該在啟動(dòng)停止時(shí)加入適當(dāng)?shù)募訙p速控制。我們一般采用:運(yùn)動(dòng)控制卡作上位控制單元、具有控制功能的PLC作上位控制單元、單片機(jī)作上位控制單元來控制運(yùn)動(dòng)加減速可以克服失步過沖現(xiàn)象。
四個(gè)維度:扭矩、速比、精度、規(guī)格
扭矩:減速機(jī)的額定扭矩要大于等于電機(jī)額定扭矩乘以減速比的得數(shù)。假設(shè)電機(jī)額定扭矩為5N.M,減速比為10,那么所選擇的減速機(jī)型號(hào)的額定扭矩要大于5*10=50N.M。
速比:減速機(jī)的減速比大致選擇電機(jī)額定轉(zhuǎn)速除以總輸出轉(zhuǎn)速的得數(shù)。比如需要總輸出的轉(zhuǎn)速是200RPM,電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是3000RPM,那么減速機(jī)的速比以1:15左右為佳。輸出轉(zhuǎn)速的高低取決于工況需要。
精度:減速機(jī)的回程間隙(背隙、間隙或稱回轉(zhuǎn)間隙)視具體工作要求,一般來說配合伺服電機(jī)使用的間隙不要大于20arcmin,單級(jí)減速能做到小于等于3arcmin的一般是檔次高產(chǎn)品了。
規(guī)格:減速機(jī)的截面尺寸一般要和電機(jī)截面尺寸差不多,其他參數(shù)參考所選品牌的說明,技術(shù)樣本一般標(biāo)明了選型步驟及計(jì)算例。電動(dòng)機(jī)制造廠按照嚴(yán)格的工藝規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn),保證定、轉(zhuǎn)子有較高的同心度和較小的定轉(zhuǎn)子氣隙。具體型號(hào)各品牌有不同表示。通常以輸出法蘭尺寸或截面尺寸大致表示,一般有40/42、50/60、70/80、90、115/120、142、160、180、220、240等等規(guī)格。