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步進(jìn)電機(jī)的選擇方法

  本篇文章介紹在眾多種類的步進(jìn)電機(jī)中如何正確選擇所需的步進(jìn)電機(jī)種類。步進(jìn)電機(jī)的選擇方法如不正確,則不能獲得良好的使用效果。明確步進(jìn)電機(jī)的使用條件,與選擇適合該步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式一樣重要。 步進(jìn)電機(jī)的選擇方法

步進(jìn)電機(jī)種類的選擇:1、由PM型、VR型、HB型來選定

  步進(jìn)電機(jī)按轉(zhuǎn)子的構(gòu)造大體分為:由板金爪極與圓筒線圈組成的定子和永磁鐵氧體轉(zhuǎn)子組成的PM型步進(jìn)電機(jī);轉(zhuǎn)子不使用永久磁鐵的VR型步進(jìn)電機(jī);轉(zhuǎn)子由兩個(gè)磁極中間加一個(gè)磁鐵組成的HB型步進(jìn)電機(jī)三種類型,其各自的特點(diǎn)如下表【步進(jìn)電機(jī)的種類與特點(diǎn)】所示。 表 . 步進(jìn)電機(jī)的種類與特點(diǎn)
  PM型 HB型 VR型
步距角 7.5°∼15°較多 1.8°較多 1.8°∼15°
轉(zhuǎn)矩 中∼大
時(shí)間常數(shù) 小∼中
價(jià)格 便宜 高價(jià) 高價(jià)
  選用步進(jìn)電機(jī)時(shí),要先選擇步進(jìn)電機(jī)的類型。此時(shí),如上表所示,要考慮轉(zhuǎn)矩、步距角、時(shí)間常數(shù)及價(jià)格4點(diǎn),以此判斷何種步進(jìn)電機(jī)合適。   選用步進(jìn)電機(jī)時(shí),實(shí)際還要考慮位置控制精度、使用速度范圍、負(fù)載傳動(dòng)方式(彈簧負(fù)載、摩擦負(fù)載、齒輪負(fù)載、皮帶傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng))、噪音與振動(dòng)、周圍溫度、使用環(huán)境(塵埃、油、濕度)等因素。   例如PM型軸承不像HB型使用滾珠軸承,而是用金屬滑動(dòng)軸承,如施加彈性負(fù)載時(shí),采用皮帶傳遞負(fù)載或利用滾珠絲杠進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳動(dòng),金屬滑動(dòng)軸承的徑向載荷或止推載荷的允許值出現(xiàn)故障的情況會(huì)很多,并且需要注意PM型步進(jìn)電機(jī)的使用溫度范圍。VR型步進(jìn)電機(jī)作伺服電機(jī)使用時(shí)要進(jìn)行閉環(huán)控制,所以很少使用VR型步進(jìn)電機(jī)。原因是其價(jià)格接近HB型步進(jìn)電機(jī),分辨率只有HB型步進(jìn)電機(jī)的1/2,并且不如永磁電機(jī)效率高,而且其暫態(tài)特性差。HB型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩大、分辨率高,多用于位置定位或低速運(yùn)行,但易產(chǎn)生振動(dòng)或噪聲問題。

2、步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)選擇

  選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)首先要考慮各種步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn),在這里先介紹不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):   1)兩相PM型步進(jìn)電機(jī)   (1)優(yōu)點(diǎn):   ① 便宜。一般比同等大小的 HB型步進(jìn)電機(jī)的價(jià)格低 1/2   ② 跟HB型步進(jìn)電機(jī)比較,氣隙大,爪極構(gòu)造,步距角度大,即同一轉(zhuǎn)速情況下,相切換的次數(shù)少、噪音較低。   (2)缺點(diǎn):   ① 因分辨率低(步距角 7.5°比較大)的關(guān)系,位置定位誤差比HB型要差,特別是1相激磁時(shí)的角度精度會(huì)更差。半步距的位置精度一般不好,PM型位置定位若非2相激磁,要達(dá)到滿意的位置精度一般很難。低速范圍(在200rpm以下)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大。   ② 因氣隙大,爪極的根部容易產(chǎn)生磁飽和,從而造成輸出轉(zhuǎn)矩小。   ③ 軸承采用金屬滑動(dòng)軸承,壽命短。   ④ 轉(zhuǎn)子一般使用鐵氧體磁極,溫度特性不好,如長(zhǎng)期使用,轉(zhuǎn)矩下降比 HB 型要大。   2)兩相 HB型步進(jìn)電機(jī)   (1)優(yōu)點(diǎn):   ① 分辨率高(一般步距角 1.8°的較多)而被廣泛使用。   ② 轉(zhuǎn)矩大。   ③ 與多相 HB型步進(jìn)電機(jī)比較,驅(qū)動(dòng)功率管用量多,但價(jià)格便宜。   (2)缺點(diǎn):   ① 特別低速時(shí)振動(dòng)大,60rpm附近容易產(chǎn)生共振。   ② 高速時(shí)的噪音大。   ③ 跟多相HB型比較,半步進(jìn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大(1:14)。   ④ 相同步距角的步進(jìn)電機(jī)與多相電機(jī)比較,線圈阻抗大,高速時(shí)轉(zhuǎn)矩小。   3)三相 HB型步進(jìn)電機(jī)   (1)優(yōu)點(diǎn):   ① 分辨率是兩相電機(jī)的1.5倍,能進(jìn)行高精度位置定位。   ② 定子的主極數(shù)為6,交鏈磁通大,而且兩相激磁時(shí)的轉(zhuǎn)矩合成效率比兩相電機(jī)好,轉(zhuǎn)矩較高。   ③ 能Y接線或△接線,3端子6個(gè)功率管,比兩相電機(jī)8個(gè)功率管少。   ④ 因三相結(jié)構(gòu)的關(guān)系,激磁電流的三次諧波被抵消,振動(dòng)和噪音比兩相電機(jī)小。   ⑤ 齒槽轉(zhuǎn)矩由兩相電機(jī)的4次諧波變?yōu)槿嚯姍C(jī)的6次諧波,齒槽轉(zhuǎn)矩比兩相電機(jī)小。   (2)缺點(diǎn):若為12主極,則比兩相電機(jī)的8主極結(jié)構(gòu)要復(fù)雜。   要依據(jù)以上特點(diǎn),正確選擇合適用途的步進(jìn)電機(jī)種類,最初正確的選擇可避免因使用不當(dāng)出現(xiàn)的麻煩。如希望正確選用電機(jī)種類,應(yīng)該注意負(fù)載要求的輸出轉(zhuǎn)矩或步距角及最佳的驅(qū)動(dòng)方式。   當(dāng)然也可以直接聯(lián)系我們的產(chǎn)品經(jīng)理,為大家選擇合適的步進(jìn)電機(jī)種類,點(diǎn)擊在線咨詢可聯(lián)系產(chǎn)品經(jīng)理,或選擇步進(jìn)電機(jī)選型工具,進(jìn)行自行選購(gòu)。

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