为降低设计的复杂性和成本考虑,选择合适的电机是很重要的。
问题:步进电机工作原理是什么?
回答:电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
问题:步进电机发热原理是什么?
回答:电机内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。
问题:步进电机加减速如何控制?
回答:步进电机的广泛应用对步进电机的控制的研究也越来越多,在启动或加速时如果步进脉冲变化太快,转子由于惯性而跟随不上电信号的变化,产生堵转或失步在停止或减速时由于同样原因则可能产生超步。为防止堵转、失步和超步,提高工作频率,要对步进电机进行升降速控制。步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而在转子齿数和运行拍数一定的情况下,只要控制脉冲频率即可获得所需速度。由于步进电机是借助它的同步力矩而启动的,为了不发生失步,启动频率是不高的。特别是随着功率的增加,转子直径增大,惯量增大,启动频率和最高运行频率可能相差十倍之多。
步进电机的起动频率特性使步进电机启动时不能直接达到运行频率,而要有一个启动过程,即从一个低的转速逐渐升速到运行转速。停止时运行频率不能立即降为零,而要有一个高速逐渐降速到零的过程。步进电机的输出力矩随着脉冲频率的上升而下降,启动频率越高,启动力矩就越小,带动负载的能力越差,启动时会造成失步,而在停止时又会发生过冲。要使步进电机快速的达到所要求的速度又不失步或过冲,其关键在于使加速过程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各个运行频率下步进电机所提供的力矩,又不能超过这个力矩。因此,步进电机的运行一般要经过加速、匀速、减速三个阶段,要求加减速过程时间尽量的短,恒速时间尽量长。特别是在要求快速响应的工作中,从起点到终点运行的时间要求最短,这就必须要求加速、减速的过程最短,而恒速时的速度最高。
问题:步进电机细分如何控制?
回答:步进电机由于受到自身制造工艺的限制,如步距角的大小由转子齿数和运行拍数决定,但转子齿数和运行拍数是有限的,因此步进电机的步距角一般较大并且是固定的,步进的分辨率低、缺乏灵活性、在低频运行时振动,噪音比其他微电机都高,使物理装置容易疲劳或损坏。这些缺点使步进电机只能应用在一些要求较低的场合,对要求较高的场合,只能采取闭环控制,增加了系统的复杂性,这些缺点严重限制了步进电机作为优良的开环控制组件的有效利用。细分驱动技术在一定程度上有效地克服了这些缺点。目前,在步进电机的细分驱动技术上,采用斩波恒流驱动,仪脉冲宽度调制驱动、电流矢量恒幅均匀旋转驱动控制止,,几大大提高步进电机运行运转精度,使步进电机在中、小功率应用领域向高速且精密化的方向发展。
问题:步进电机的主要特点是什么?
回答:一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
步进电机外表允许的最高温度。 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁, 从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。 步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生失步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。 步进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用。
步进电机必须加驱动才可以运转,驱动信号必须为脉冲信号, 没有脉冲的时候,步进电机静止,如果加入适当的脉冲信号,就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
问题:固定轴式、贯通轴式和外部驱动式直线步进电机之间有什么区别?
回答:固定轴式直线步进电机,通过使用花键输出轴和嵌件注塑的内花键作为止转导向机构,使其能够作为一个单元进行伸缩,而无需额外的导向措施。该设计用于较短的行程和空间较小场合,其结构特别紧凑。
贯通轴式直线步进电机,一根螺杆贯穿电机中心,没有严格的行程限制,但必须联接到导向机构上,比如直线导柱,直线导轨。该设计有两种安装方式,一种是固定电机,螺杆联接到导向机构上,螺杆相对电机来回运动;另一种是固定螺杆两端,电机联接到导向机构上,电机沿着螺杆来回运动。
外部驱动式直线步进电机,从电机内部伸出的螺杆旋转运动,螺杆上的螺母需要固定到导向机构上,电机带动螺杆旋转时,螺母就会在导向机构的辅助下沿着螺杆直线运动。
问题:间歇性地运行电机,为获得更多推力(转矩)输出,可以在不损坏它的前提下让它暂时过载吗?
回答:可以。在使用L/R驱动器时,可以使用两倍的额定电压,使用斩波器驱动器可以使用两倍的额定电流。但是需要将其限制为最大25%的工作周期以及75%的休息时间。
问题:直线步进电机有多大的间隙?有什么方法可以补偿间隙?
回答:一般螺杆和螺母之间的间隙介于0.02mm至0.1mm之间,这取决于螺杆的螺距,螺距越大间隙相应越大。但是这个间隙可以通过使用我们集成在电机或外部消隙螺母来进行消除和补偿。
问题:螺杆螺母组件一般有多长的寿命?
回答:消隙螺母的寿命通常被定义为螺母补偿磨损的能力,。然而对于一般螺母,它由在螺母无法承受预期负载或在产生不利于系统精度的间隙之前可承受的磨损量来定义,通常实验室环境下,50%负载下,中低速匀速不间断测试。
问题:螺杆组件可用于恶劣的环境吗?
回答:螺杆组件没有任何滚动元件,滑动摩擦允许在苛刻的条件下运行,因此它们适用于灰尘和脏污环境,如:印刷、木材加工、雕刻加工和食品加工等。