步進(jìn)電機(jī)的選型,需要關(guān)注哪些參數(shù)?
現(xiàn)在制造工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,到處都離不開步進(jìn)電機(jī),步機(jī)電機(jī)的選型是一項(xiàng)非常繁瑣的事情,要求選型人員不僅了解機(jī)械知識(shí),還涉及到許多電子與計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)。要是片面的從驅(qū)動(dòng)電流來(lái)考慮如何選步進(jìn)電機(jī),那肯定是不合適的,所以如何選擇步進(jìn)電機(jī),必須了解一些基本參數(shù)的含義,例如靜力矩,驅(qū)動(dòng)方式,驅(qū)動(dòng)電壓,驅(qū)動(dòng)電流等
靜力矩
步進(jìn)電機(jī)的靜力矩是指兩相線圈通額定電流且電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子的保持轉(zhuǎn)矩,一定程度上也反映了電機(jī)的能力,近似于傳統(tǒng)電機(jī)所稱的“功率”。當(dāng)然,兩者之間也有著本質(zhì)的區(qū)別:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的物理結(jié)構(gòu)完全不同于交流、直流電機(jī),步進(jìn)電機(jī)的輸出功率是可變的。通常可以根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩大小,來(lái)選擇電機(jī)的基座尺寸。大致說(shuō)來(lái),扭矩在0.8N.m以下,可選擇基座尺寸NEMA8-NEMA17的電機(jī);扭矩在1N.m左右的,選擇NEMA23電機(jī)較為合適。扭矩在1N.m時(shí),就要選擇NEMA34,NEMA42等規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)方式
步進(jìn)電機(jī)性能除了電機(jī)本體外,還會(huì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式不同而受到很大影響。選擇步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器時(shí),也要著重考慮驅(qū)動(dòng)方式。常規(guī)驅(qū)動(dòng)方式可分為恒電壓與恒流驅(qū)動(dòng),單極性與雙極性驅(qū)動(dòng)。 恒定電壓驅(qū)動(dòng),即便使用的驅(qū)動(dòng)電壓為12V或24V,電機(jī)的電阻值一定要匹配,通常電阻值為幾十歐,要不然電流會(huì)太大,可能燒掉你的驅(qū)動(dòng)芯片,除非你選的芯片額定電流足夠大。恒定電流驅(qū)動(dòng),通常是針對(duì)一些電阻較小的電機(jī),這樣電機(jī)的電流值會(huì)稍大一些,常用的有1-3A。電流再大的話,你就需要選一些更貴的驅(qū)動(dòng)芯片。 對(duì)比單極性與雙極性的驅(qū)動(dòng)電路,單極性驅(qū)動(dòng)電路功率管用4個(gè),線圈電流在線圈內(nèi)單一方向流動(dòng)。而雙極性驅(qū)動(dòng)電路功率管的個(gè)數(shù)為單極性的2倍,需要8個(gè),正向與反向的電流在線圈內(nèi)正反向交替流過,交替導(dǎo)通,短時(shí)同時(shí)導(dǎo)通會(huì)造成電源短路,產(chǎn)生強(qiáng)大的電流,因此有必要附加防止短路電路,雙極性驅(qū)動(dòng)電路比單極性的情況要復(fù)雜。一般低速大轉(zhuǎn)矩的負(fù)載使用雙極性驅(qū)動(dòng),而高速驅(qū)動(dòng)應(yīng)用以單極性驅(qū)動(dòng)較合適。驅(qū)動(dòng)電壓
驅(qū)動(dòng)電壓是指驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓,這個(gè)與機(jī)器的使用環(huán)境等相關(guān),可以選直流12V,24V,48V等,也可選交流24V,36V,50V,60V,110V,220V等等。電壓的選擇對(duì)電機(jī)的性能影響是:電壓越高,步進(jìn)電機(jī)的性能越好,特別是電機(jī)的高速性能越好。驅(qū)動(dòng)電流
驅(qū)動(dòng)電流是指步進(jìn)電機(jī)單相繞組兩端的電流,也叫相電流。驅(qū)動(dòng)電流并不表示電機(jī)只能夠在這個(gè)電流下工作,可以大于驅(qū)動(dòng)電流也可以小于驅(qū)動(dòng)電流工作,換句話說(shuō)驅(qū)動(dòng)電流的規(guī)格值是一個(gè)參照值,通常是根據(jù)大部分使用工況下電機(jī)可以承受的溫升設(shè)定的。 有些電機(jī)具有同樣外形尺寸和同樣保持力矩,但是電機(jī)參數(shù)確不同,這是為什么?比如MOONS'的MS17HD2P系列的電機(jī),它的電阻值與電流值有多種選擇,這些不同電流的電機(jī),是為了匹配客戶不同功能與不同成本的驅(qū)動(dòng)器:電流小的,肯定它的驅(qū)動(dòng)器元器件成本較低,電流大的,那么驅(qū)動(dòng)器的各種元器件成本要高些。
距頻特性
電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性,這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的。電機(jī)一旦選定,電機(jī)的靜力矩確定,而動(dòng)態(tài)力矩卻不然,電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流(而非靜態(tài)電流),平均電流越大,電機(jī)輸出力矩越大,即電機(jī)的頻率特性越硬。電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,與轉(zhuǎn)速成反比。就是說(shuō),步進(jìn)電機(jī)在低速(每分鐘幾百轉(zhuǎn)或更低轉(zhuǎn)速)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩較大,在高速時(shí)的轉(zhuǎn)矩(1000轉(zhuǎn)/分以上)就很小了。當(dāng)然,有些工況環(huán)境需要高速電機(jī),就要對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓,線圈電阻、電感等指標(biāo)進(jìn)行衡量。調(diào)高驅(qū)動(dòng)器輸入電壓,采用小電感大電流的電機(jī),能夠在高速獲得較大輸出轉(zhuǎn)矩。
