(溫馨提示,因?yàn)榫W(wǎng)站圖片數(shù)量的限制,部分圖片沒有上傳)
在機(jī)械設(shè)計(jì)中,我們經(jīng)常用到步進(jìn)電機(jī)。 比如,用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶軸,實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。 再比如,用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠軸,也可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。 因?yàn)椴恍枰答佅到y(tǒng),所以步進(jìn)電機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是,低成本下可以獲得不錯(cuò)的精度。 其實(shí),除了機(jī)器中的運(yùn)動(dòng)平臺(tái),生活中也可以發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的存在。 比如打印機(jī),掃描儀,相機(jī),ATM機(jī),3D打印機(jī)等等。
步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用新圖.png (413.84 KB, 下載次數(shù): 389)
下載附件
2020-11-17 23:41 上傳
步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用(不包括圖中機(jī)器人) 那么,步進(jìn)電機(jī)的原理是什么? 用一句話來說就是:給定子中的一組或多組線圈輪流通電,線圈中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子為了尋找新的平衡位置,自動(dòng)調(diào)整它的位置,對(duì)齊磁場(chǎng),從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 你可能會(huì)說,所有電機(jī)都是這個(gè)原理,哈,沒錯(cuò),那么關(guān)于具體細(xì)節(jié),我們后面慢慢用圖來說。 其實(shí)此前,我對(duì)步進(jìn)電機(jī)的原理了解得也不是很多,不過最近好像對(duì)各類電機(jī)有點(diǎn)上癮,所以特地多了解了一些,畢竟,我們時(shí)時(shí)刻刻都會(huì)和電機(jī)打交道。 了解了之后,這不趁今天周末,我就來分享一下。 但是因?yàn)槲也皇亲鲭姍C(jī)的,所以若有不妥,或者不完善之處,還希望業(yè)內(nèi)人士能夠在留言區(qū)指出,補(bǔ)充。 今天的主要內(nèi)容包括:步進(jìn)電機(jī)的種類,構(gòu)造,原理,滿步半步微步控制方法,步進(jìn)電機(jī)的速度扭矩特性,以及步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)等。 1.步進(jìn)電機(jī)的類型 和其他類型的電機(jī)一樣,步進(jìn)電機(jī)也是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。 在步進(jìn)電機(jī)中,定子主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子負(fù)責(zé)跟隨磁場(chǎng)。 定子的主要特征包括相數(shù),磁對(duì)數(shù),以及線圈配置。 相數(shù)是獨(dú)立線圈的數(shù)目,而磁對(duì)數(shù)表示每一相會(huì)產(chǎn)生多少對(duì)磁場(chǎng)。 2相步進(jìn)電機(jī)是最常使用的,而3相,5相不常用。
5_6-2.png (176.5 KB, 下載次數(shù): 373)
下載附件
2020-11-17 23:41 上傳
左圖是2相步進(jìn)電機(jī),右圖是3相步進(jìn)電機(jī)定子示意圖
6_5.png (200.73 KB, 下載次數(shù): 287)
下載附件
2020-11-17 23:41 上傳
左圖是2相單磁對(duì)數(shù)定子,右圖是2相偶磁對(duì)數(shù)定子,字母N和S表示當(dāng)A+和A-通電時(shí),定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的構(gòu)造會(huì)影響步距,速度,扭矩,以及控制方式。 所以,接下來我先說說幾種不同步進(jìn)電機(jī)的構(gòu)造。 它們的區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子是怎么做的。 (1)永磁式轉(zhuǎn)子(Permanent Magnet=PM) 第一種,永磁式轉(zhuǎn)子,這種是最簡(jiǎn)單,也是最便宜的。 它的結(jié)構(gòu)如下圖,中間的轉(zhuǎn)子是用永磁鐵做成。 當(dāng)定子線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子磁鐵自動(dòng)對(duì)齊磁場(chǎng),跟隨旋轉(zhuǎn)。
3_11.png (98.79 KB, 下載次數(shù): 316)
下載附件
2020-11-17 23:41 上傳
永磁式轉(zhuǎn)子步進(jìn)電機(jī)
PM電機(jī)的原理圖靜止到運(yùn)動(dòng).jpg (1.29 MB, 下載次數(shù): 253)
下載附件
2020-11-17 23:42 上傳
線圈通電,中間轉(zhuǎn)子自動(dòng)對(duì)齊線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)(圖片來自Microchip)
PM步進(jìn)電機(jī)的原理.png (225.52 KB, 下載次數(shù): 334)
下載附件
2020-11-17 23:42 上傳
線圈通電,中間轉(zhuǎn)子自動(dòng)對(duì)齊線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)(圖片來自Faulhaber) 這種結(jié)構(gòu),因?yàn)槭怯么盆F做轉(zhuǎn)子,磁鐵磁通量大,進(jìn)而扭矩大,所以保證了較好的輸出扭矩和制動(dòng)扭矩。 所謂制動(dòng)扭矩(Detent Torque),就是說,無(wú)論線圈是否通電,電機(jī)都會(huì)阻止旋轉(zhuǎn),這是因?yàn)橛来盆F和定子之間的相互作用,會(huì)產(chǎn)生一定的扭矩,外力必須克服這個(gè)扭矩,電機(jī)才能動(dòng)起來。 在電機(jī)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄中,有的也寫為齒槽轉(zhuǎn)矩(Cogging Torque),或者殘余扭矩(Residual Torque)。 當(dāng)然,有優(yōu)勢(shì)也就有劣勢(shì)。 這種結(jié)構(gòu)的不足之處在于,它的轉(zhuǎn)速和步距(分辨率)不高,比如一步轉(zhuǎn)動(dòng)7.5°-15°,當(dāng)然好處是體積可以做得很小,比如Φ20mm以下。 (2)可變磁阻式步進(jìn)電機(jī)(Variable Reluctance=VR)
VR Type step motor.png (470.92 KB, 下載次數(shù): 374)
下載附件
2020-11-17 23:42 上傳
可變磁阻式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)
這種電機(jī),轉(zhuǎn)子是用軟磁材料做成,轉(zhuǎn)子多齒,不同的齒形分布,可以產(chǎn)生不同的分辨率,線圈通電吸引轉(zhuǎn)子,引發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)。 這種結(jié)構(gòu)的好處是,可以實(shí)現(xiàn)高速及高分辨率,而且沒有制動(dòng)扭矩,但是扭矩比永磁式小,不適用于小電機(jī)。 因?yàn)闆]有永磁鐵,所以可以在有外強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境中,使用這種電機(jī)。 (3)混合型(The Hybrid Design=HB) 混合型,看名字也大概知曉其含義,就是永磁式和可變磁阻式的混合。 這種電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)如下圖。
HB混合型步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)1&2.jpg (1.55 MB, 下載次數(shù): 338)
下載附件
2020-11-17 23:43 上傳
永磁和可變磁阻混合型步進(jìn)電機(jī)(來自Microchips)
Feb14_StepperMotor.gif (191.83 KB, 下載次數(shù): 300)
下載附件
2020-11-17 23:44 上傳
混合型步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理 轉(zhuǎn)子帶兩個(gè)齒冠,齒冠在軸向被磁化,一個(gè)齒冠是北極,一個(gè)是南極。 這種配置,使得混合型步進(jìn)電機(jī)既有永磁式的優(yōu)點(diǎn),又有可變磁阻式的優(yōu)點(diǎn),特別是擁有高分辨率,高速,高扭矩。 混合型步進(jìn)電機(jī),通常每圈有200步,也就是步距為360/200=1.8°,這種類型的電機(jī)受限于制造,目前最小只能做到Φ19mm。 當(dāng)然,好特性需要更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和控制,所以價(jià)格也更貴。 (4)單極步進(jìn)電機(jī)和雙極步進(jìn)電機(jī) 按照接線方式的不同,步進(jìn)電機(jī)又可以分為單極步進(jìn)電機(jī)(Unipolar Stepper Motor),和雙極步進(jìn)電機(jī)(Bipolar Stepper Motor)。 單極和雙極步進(jìn)電機(jī)的引線方法 單極和雙極步進(jìn)電機(jī)的引線方法 單極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 在單極步進(jìn)電機(jī)中,一根引線連接到線圈的中心點(diǎn),這樣連線的好處是,可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的電路,來控制電流的方向。 如上圖所示,中央引線Am連接到輸入電壓Vin中,如果開關(guān)1處于激活狀態(tài),則電流從Am流到A+。 如果開關(guān)2處于激活狀態(tài),則電流會(huì)從AM流到A-,從而在相反的方向上產(chǎn)生磁場(chǎng)。 這種方法的好處是,可以簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路,因?yàn)閮H需要兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān),但缺點(diǎn)是一次僅使用電機(jī)線圈的一半,這意味著,如果在線圈中流過相同的電流,磁場(chǎng)強(qiáng)度將會(huì)減半,另外,由于必須連接更多的引線,所以這種電機(jī)更難以構(gòu)造。 雙極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 在雙極步進(jìn)電機(jī)中,每個(gè)線圈只有兩個(gè)引線,要控制方向,必須使用H橋電路。 如上圖所示,如果開關(guān)1和4處于激活狀態(tài),則電流從A+流向A-,而如果開關(guān)2和3處于激活狀態(tài),則電流從A-流向A+,在相反的方向上產(chǎn)生磁場(chǎng)。 這種連線方案,缺點(diǎn)是需要更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路,但優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)最大扭矩。和單極步進(jìn)電機(jī)相比,可以提高40%的扭矩,也就是單極步進(jìn)電機(jī)的√2倍。 2.步進(jìn)電機(jī)的滿步,半步,及微步驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)有三種驅(qū)動(dòng)模式,即滿步,半步,還有微步驅(qū)動(dòng)。 (1)滿步驅(qū)動(dòng)(Full-step) 滿步驅(qū)動(dòng),就是一次走一個(gè)步距,這是一種常用的驅(qū)動(dòng)方式。 根據(jù)通電相數(shù),滿步驅(qū)動(dòng)又分成兩種,一種是單相通電驅(qū)動(dòng),一種是雙相通電驅(qū)動(dòng)。 為簡(jiǎn)單起見,以永磁式步進(jìn)電機(jī)為例來說明,如下圖。 單相通電滿步驅(qū)動(dòng),用線圈和磁鐵表示,這個(gè)容易懂 雙相通電滿步驅(qū)動(dòng),用線圈和磁鐵表示,這個(gè)容易懂 兩相滿步驅(qū)動(dòng)時(shí)的線圈通電順序,一般在產(chǎn)品目錄中,供應(yīng)商用這種表示方法。 單相和雙相通電滿步驅(qū)動(dòng)概念 (2)半步驅(qū)動(dòng)(Half-step) 半步驅(qū)動(dòng),就是一次只走半個(gè)步距。 實(shí)現(xiàn)方式是單相和雙相交替通電,原理如下圖。 半步驅(qū)動(dòng)的好處是提高分辨率,但是缺點(diǎn)是扭矩只有兩相滿步驅(qū)動(dòng)的70%,當(dāng)然,也可以通過優(yōu)化線圈中電流大小,來提高半步驅(qū)動(dòng)扭矩。 半步驅(qū)動(dòng):?jiǎn)蜗嚯p相交替通電 兩相電機(jī)半步驅(qū)動(dòng):?jiǎn)蜗嗪碗p相交替通電 單相和雙相交替通電,實(shí)現(xiàn)半步驅(qū)動(dòng)的概念。單相通電時(shí),線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),磁鐵因?yàn)榇艌?chǎng)的吸引力,指向通電的線圈。雙相通電時(shí),因?yàn)閮蓚(gè)線圈都產(chǎn)生磁場(chǎng),所以合成磁場(chǎng)讓轉(zhuǎn)子處于中間平衡位置。 (3)微步驅(qū)動(dòng)(Microstepping) 因?yàn)殡娏鞔笮〔煌,將?huì)導(dǎo)致線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度不同,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的平衡位置發(fā)生變化,這就是微步驅(qū)動(dòng)的原理。 微步驅(qū)動(dòng)原理:A線圈最開始有最大電流,而B線圈此時(shí)電流為零,定子指向A線圈。A線圈慢慢減小電流, B線圈慢慢增加電流,因?yàn)榇艌?chǎng)平衡位置的變化,定子慢步向B線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。宏觀來看,A線圈中電流變化接近Cos曲線,B線圈電流變化接近Sin曲線,直到A線圈電流減為零,而B線圈電流達(dá)到最大值,定子指向B線圈。 微步驅(qū)動(dòng)電流示意圖:電流每一步的變化的大小,決定了微步運(yùn)動(dòng)的大小,上圖是1/4,1/8,1/16微步電流變化示意圖(來自Faulhaber) 微步驅(qū)動(dòng)電流示意圖(來源TI) 微步運(yùn)動(dòng)舉例:在圖1中,A線圈通滿電流,圖2中A線圈通最大電流的0.92倍,而B線圈通最大電流的0.38倍,實(shí)現(xiàn)22.5°旋轉(zhuǎn)。同理,圖3中,A和B線圈同時(shí)通最大電流的0.71倍,可以實(shí)現(xiàn)45°旋轉(zhuǎn)。 比如,一個(gè)200步的步進(jìn)電機(jī),如果用滿電流驅(qū)動(dòng),那么它的步距是1.8°,而如果用一半的電流驅(qū)動(dòng),那么它的步距將會(huì)是0.9°。 當(dāng)然還可以繼續(xù)細(xì)分,一般地,步進(jìn)電機(jī)一個(gè)步距可以細(xì)分256步。 步數(shù)越多,可以獲得越平滑的運(yùn)動(dòng),噪聲也越小,不容易失步(丟步),但是代價(jià)就是扭矩大大減小。 所謂失步,就是電機(jī)沒有按照命令走相應(yīng)的步數(shù),關(guān)于失步,后一小結(jié)中,我們專門來了解。 比如,當(dāng)把一步分成16步時(shí),扭矩僅為保持扭矩的10%左右。 微步驅(qū)動(dòng)保持扭矩和步數(shù)的關(guān)系(來自Faulhaber) 設(shè)計(jì)時(shí)需要留夠余量,比如一般會(huì)考慮負(fù)載的加減速,運(yùn)動(dòng)線的拖拽力,還有步進(jìn)電機(jī)本身的制動(dòng)扭矩(Detent Torque,由于定子和轉(zhuǎn)子之間的磁力,產(chǎn)生的扭矩,一般是保持扭矩的5%-20%),摩擦扭矩等。 當(dāng)微步扭矩超過負(fù)載扭矩和摩擦扭矩及制動(dòng)扭矩之和時(shí),連續(xù)的微步才會(huì)實(shí)現(xiàn)。 有時(shí)制動(dòng)扭矩起正作用,比如當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí),制動(dòng)轉(zhuǎn)矩可能是有益的,因?yàn)樗鼤?huì)抵消運(yùn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子的動(dòng)量,因此更高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,將有助于電動(dòng)機(jī)更快地停止。 也就是說,在微步模式下,電機(jī)不一定會(huì)動(dòng),這就會(huì)打亂全局精度。 所以,雖然微步可以實(shí)現(xiàn)更高的分辨率,但是并不一定能帶來更好的精度。 你可能要問了,既然不一定能提高精度,那么為什么還要有微步驅(qū)動(dòng)模式呢? 其實(shí),微步驅(qū)動(dòng)的主要作用在于減小機(jī)械噪聲,減小共振,減小機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的磨損,實(shí)現(xiàn)更平滑的運(yùn)動(dòng)。 有研究表明,只有當(dāng)載荷非常輕,微細(xì)步的扭矩足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí),才可以提高精度。 實(shí)際上,把每整步細(xì)分成無(wú)限微步,就是兩相永磁交流電機(jī)的運(yùn)行原理,這個(gè)今天就不說了,日后我再開一篇日記來寫吧。 現(xiàn)在,一些生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)微步電機(jī)的努力方向,就是以犧牲保持扭矩為代價(jià),減小制動(dòng)扭矩,使得扭矩和位置關(guān)系更接近Sin曲線,而扭矩電流曲線更趨向線性。 我感覺這里啰嗦得夠多了。 最后,關(guān)于滿步,半步,微步驅(qū)動(dòng),這里有一張小結(jié)圖。 看圖,一下就明白了,還猶豫什么,我保存了。 滿步,半步,微步驅(qū)動(dòng)示意圖 關(guān)于滿步,半步和微步驅(qū)動(dòng),我還準(zhǔn)備了幾個(gè)視頻,記錄一下,隨時(shí)可以找出來看看。 步進(jìn)電機(jī)單相通電滿步控制 步進(jìn)電機(jī)雙相通電滿步控制 步進(jìn)電機(jī)單相雙相交替通電半步控制 3.步進(jìn)電機(jī)的速度扭矩曲線圖 步進(jìn)電機(jī)理論的扭矩曲線,如下圖。
步進(jìn)電機(jī)的速度扭矩曲線圖.png (109.5 KB, 下載次數(shù): 272)
下載附件
2020-11-17 23:49 上傳
保持轉(zhuǎn)矩(Holding torque): 這是當(dāng)電機(jī)靜止且施加額定電流到繞組時(shí),電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。 拔出轉(zhuǎn)矩曲線(Pull-Out Curve): 該曲線表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在任何給定速度下,可以提供給負(fù)載的最大轉(zhuǎn)矩。 超過該曲線所需的任何轉(zhuǎn)矩或速度,將導(dǎo)致電機(jī)失步,所以電機(jī)必須工作在此曲線下方。 實(shí)際上,通常所說的步進(jìn)電機(jī)的扭矩速度曲線,指的就是這條曲線。 扭矩速度曲線是怎么來的呢? 首先將步進(jìn)電機(jī)空載旋轉(zhuǎn)至某一速度,然后通過制動(dòng)器,緩慢將扭矩逐漸施加到輸出軸上,并使用扭矩傳感器測(cè)量扭矩,直到電機(jī)失去同步(停止)的那一刻,記錄此時(shí)施加在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩。 如此反復(fù),在每個(gè)速度點(diǎn),重復(fù)此過程3次,然后,將三個(gè)扭矩值的平均值,用作將顯示在速度-扭矩曲線上的值,在多個(gè)速度點(diǎn)重復(fù)此過程,即可創(chuàng)建完整的扭矩速度曲線。 吸合轉(zhuǎn)矩曲線(Pull-In Curve): 此曲線表示,在施加負(fù)載的情況下,電機(jī)在沒有任何加速或減速時(shí),能夠啟動(dòng)或停止的最大扭矩和速度組合。 簡(jiǎn)單理解,這是電機(jī)在施加負(fù)載,而不會(huì)失去同步性的情況下,可以瞬時(shí)啟動(dòng),停止,或者反轉(zhuǎn)的最大速度。 吸合轉(zhuǎn)矩曲線,一般存在于老產(chǎn)品目錄中,因?yàn)橐郧半姍C(jī)無(wú)法通過低共振區(qū)域運(yùn)行,因此需要引入吸合轉(zhuǎn)矩,來避免過大的共振。 但是,隨著微步進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在不再需要以預(yù)定速度啟動(dòng)和停止,不必?fù)?dān)心輸入脈沖引起失步。 啟停區(qū)域(Start-Stop Region): 啟停區(qū)域表示電機(jī)可以瞬間啟動(dòng),停止和反向,并且不會(huì)失步的工作區(qū)域。 回轉(zhuǎn)區(qū)域(Slew Region): 回轉(zhuǎn)區(qū)域,是拔出轉(zhuǎn)矩和吸合轉(zhuǎn)矩曲線之間的區(qū)域,也是電機(jī)通常運(yùn)行的范圍。 步進(jìn)電機(jī)不能在此區(qū)域瞬間啟動(dòng)和停止,必須在啟停區(qū)域啟動(dòng),加速到吸合轉(zhuǎn)矩曲線以上,或者在回轉(zhuǎn)區(qū)域減速,然后在啟停區(qū)域停止,否則將會(huì)失步。 現(xiàn)在,電機(jī)的產(chǎn)品目錄中,實(shí)際的扭矩速度曲線,常常如下圖。
步進(jìn)電機(jī)的扭矩速度曲線.png (136.01 KB, 下載次數(shù): 347)
下載附件
2020-11-17 23:50 上傳
尺寸為85mm的步進(jìn)電機(jī),在轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí),其扭矩相當(dāng)于400W伺服電機(jī)的額定扭矩(來源于東方電機(jī)) 從圖中可以看出,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性不平坦,低速/中速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩曲線趨向于變得很高,而在高速范圍內(nèi)則變得極低。 對(duì)于短距離定位,低速/中速范圍內(nèi)的高扭矩至關(guān)重要,這也是步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)之一。 相比之下,伺服電機(jī)中速至高速范圍內(nèi),可以產(chǎn)生平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩,適用于長(zhǎng)行程操作。 在選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),一般要遵循2個(gè)原則。 (1)根據(jù)應(yīng)用的最高轉(zhuǎn)矩/速度選擇電機(jī),也就是根據(jù)最壞情況選擇電機(jī)。 (2)扭矩余量至少保持30%以上。當(dāng)空間允許,而且可變因素較多時(shí),可以選擇更大的余量,比如50%,80%,甚至100%。 4.步進(jìn)電機(jī)失步原因,及常用解決辦法 所謂失步,就是電機(jī)沒有按照命令走相應(yīng)的步數(shù)。 通常過大的運(yùn)行步距,會(huì)導(dǎo)致高振蕩,因?yàn)檫^大的步距,需要很大的扭矩,大扭矩又會(huì)產(chǎn)生大加速度,進(jìn)而容易產(chǎn)生過沖和鈴響(振蕩)現(xiàn)象。
大步振蕩2.png (174.72 KB, 下載次數(shù): 357)
下載附件
2020-11-17 23:49 上傳
過大的步距產(chǎn)生振動(dòng)(來自Microchip)
共振2.png (162.98 KB, 下載次數(shù): 366)
下載附件
2020-11-17 23:49 上傳
脈沖頻率和自然頻率相等時(shí),發(fā)生振動(dòng)。 在上面的示例中,過度的振動(dòng)導(dǎo)致在90度附近,沒有停穩(wěn),然后電機(jī)響應(yīng)下一個(gè)脈沖,離開90度附近,到達(dá)180度。(來自Microchip) 當(dāng)輸入的脈沖頻率,和轉(zhuǎn)子的自然頻率相等時(shí),會(huì)發(fā)生共振,并且導(dǎo)致丟步。 通常在100-200pps范圍附近,有一個(gè)共振區(qū)域,在高階脈沖速率區(qū)域中,也有一個(gè)共振區(qū)域。 步進(jìn)電機(jī)的共振現(xiàn)象,來自其基本結(jié)構(gòu),因此不可能完全消除。 共振和負(fù)載條件也有關(guān)系,一般可以通過半步或微步模式驅(qū)動(dòng)電機(jī),來減小共振,或者選擇高于共振頻率的驅(qū)動(dòng)頻率來驅(qū)動(dòng)電機(jī),以避開共振。 因?yàn)闃?gòu)造原因,如果步進(jìn)電機(jī)在低速丟步,那么會(huì)丟多步,例如8,12,16等4的倍數(shù),高速丟步時(shí)電機(jī)會(huì)停止,如果丟步低于4步,那么是電子換向(Commutation)引起的。 失步會(huì)丟失精度,在步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用中,應(yīng)該避免這種情況的發(fā)生。 下面是步進(jìn)電機(jī)在使用過程中,常常遇到的問題,以及解決辦法。 步進(jìn)電機(jī)常見問題及解決辦法(來源于Faulhaber) 5.步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 最后,總結(jié)一下步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。 深夜敲鍵盤,手都僵了。 懶得打字了,貼一張圖吧。
步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) .png (321.48 KB, 下載次數(shù): 357)
下載附件
2020-11-17 23:44 上傳
如果本文對(duì)你有啟發(fā),歡迎給羅羅點(diǎn)個(gè)“在看”,鼓勵(lì)我繼續(xù)寫作下去,我感冒流涕,哦,不對(duì),是感激流涕。 相關(guān)閱讀: 分辨率,定位精度,重復(fù)定位精度三者之間有什么關(guān)系? http://e-learninguniversity.com/thread-986466-1-1.html
滾珠絲杠和梯形絲杠有什么區(qū)別?各應(yīng)用于什么場(chǎng)合?如何選用? http://e-learninguniversity.com/thread-1010435-1-1.html 同步帶有哪些張緊方法?如何計(jì)算張緊力?如何測(cè)量張緊力? http://e-learninguniversity.com/thread-1012369-1-1.html 軸承有哪兩種常用的預(yù)緊方式? http://e-learninguniversity.com/thread-1019078-1-1.html
|