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步进电机和驱动器选型指南
发布时间:2023-02-09 11:25:45
由于步进电机及驱动器型号、种类较多,用户在选择时应有一定的依据,这样才能在满足性能要求的前提下,选到性价比较高的产品。今天就给大家一些选型参考,希望能有所帮助。
选型原则
A.如何正确选择步进电机?
主要视具体应用情况而定,简单地说要确定:负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。
B.如何配用步进电机驱动器?
根据电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器。对于大转矩电机,尽可能用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能。
1、步进电机转矩的选择
步进电机的保持转矩,近似于传统电机所称的“功率”。当然,有着本质的区别。步进电动机的物理结构,完全不同于交流、直流电机,电机的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小(即所要带动物体的扭力大小),来选择哪种型号的电机。大致说来,扭力在0.8N.m以下,选择20、28、35、39、42(电机的机身直径或方度,单位:mm)%3B扭力在1N.m左右的,选择57电机较为合适。扭力在几个N.m或更大的情况下,就要选择86、110、130等规格的步进电机。
2、步过电机转速的选择
对于电机的转速也要特别考虑。因为,电机的输出转矩,与转速成反比。就是说,步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速,其输出转矩较大),在高速旋转状态的转矩(1000转%2F分--9000转)就很小了。当然,有些工况环境需要高速电机,就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。选择电感稍小一些的电机,作为高速电机,能够获得较大输出转矩。反之,要求低速大力矩的情况下,就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好
3、步进电机空载起动频率的选择
步进电机空载起动频率,通常称为“空起频率”。这是选购电机比较重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止,并且,转速在1000转/分钟左右(或更高),通常需要“加速启动”。如果需要直接启动达到高速运转,最好选择反应式或永磁电机。这些电机的“空起频率”都比较高。
4、步进电机的相数选择
步进电机的相数选择,这项内容,很多客户几乎没有什么重视,大多是随便购买。其实,不同相数的电机,工作效果是不同的。相数越多,步距角就能够做的比较小,工作时的振动就相对小一些。大多数场合,使用两相电机比较多。在高速大力矩的工作环境,选择三相步进电机是比较实用的。
5、针对步进电机使用环境来选择
特种步进电机能够防水、防油,用于某些特殊场合。例如水下机器人,就需要仿水电机。对于特种用途的电机,就要针对性选择了。
6、选择步进电机应遵循先选电机后选驱动器原则
先明确负载特性,再通过比较不同型号步进电机的静力矩和矩频曲线,找到与负载特性最匹配的步进电机;精度要求高时,应接受机械减速装置,以使电机工作在效率最高、噪音最低的状态;避开使电机工作在振动区,如若必需则通过转变电压、电流或增加阻尼的方法解决;电源电压方面,建议57电机接受直流24V-36V、86电机接受直流46V、110电机接受高于直流80V;大转动惯量负载应选择机座号较大的电机;大惯量负载、工作转速较高时,电机而应接受渐渐升频提速,以防止电机失步、削减噪音、提高停转时的定位精度;鉴于步进电机力矩一般在40Nm以下,超出此力矩范围,且运转速度大于1000RPM时,即应考虑选择伺服电机,一般沟通伺服电机可正常运转于3000RPM,直流伺服电机可可正常运转于10000RPM。
7、选择驱动器和细分数最好不选择整步状态
由于整步状态时振动较大;尽量选择小电流、大电感、低电压的驱动器;配用大于工作电流的驱动器、在需要低振动或高精度时配用细分型驱动器、对于大转矩电机配用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能;在电机实际使用转速通常较高且对精度和平稳性要求不高的场合,不必选择高细分数驱动器,以便节省成本;在电机实际使用转速通常很低的条件下,应选用较大细分数,以确保运转平滑,削减振动和噪音;总之,在选择细分数时,应综合考虑电机的实际运转速度、负载力矩范围、减速器设置状况、精度要求、振动和噪音要求等。
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