步进电机选择的详细计算过程.doc

步进电机选择的详细计算过程?? 2011-07-25 00:13:59|??分类：?默认分类|举报|字号?订阅 ? 1，如何正确选择伺服电机和步进电机？?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。?2，选择步进电机还是伺服电机系统？?其实，选择什么样的电机应根据具体应用情况而定，各有其特点。请见下表，自然明白。?步进电机系统?? 伺服电机系统?力矩范围?? 中小力矩（一般在20Nm以下）?? 小中大，全范围?速度范围?? 低（一般在2000RPM以下，大力矩电机小于1000RPM）?? 高（可达5000RPM）,直流伺服电机更可达1~2万转/分?控制方式?? 主要是位置控制?? 多样化智能化的控制方式，位置/转速/转矩方式?平滑性?? 低速时有振动（但用细分型驱动器则可明显改善）?? 好，运行平滑?精度?? 一般较低，细分型驱动时较高?? 高（具体要看反馈装置的分辨率）?矩频特性?? 高速时，力矩下降快?? 力矩特性好，特性较硬?过载特性?? 过载时会失步?? 可3~10倍过载（短时）?反馈方式?? 大多数为开环控制，也可接编码器，防止失步?? 闭环方式，编码器反馈?编码器类型?? -?? 光电型旋转编码器（增量型/绝对值型），旋转变压器型?响应速度?? 一般?? 快?耐振动?? 好??? 一般（旋转变压器型可耐振动）?温升?? 运行温度高?? 一般?维护性?? 基本可以免维护?? 较好?价格?? 低?? 高?3，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。?4，2相和5相步进电机有何区别，如何选择？?2相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。5相电机则振动较小，高速性能好，比2相电机的速度高30~50%，可在部分场合取代伺服电机。?5，何时选用直流伺服系统，它和交流伺服有何区别？?直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。?无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。?6，使用电机时要注意的问题？?上电运行前要作如下检查：1）电源电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的+/-极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；?2）控制信号线接牢靠，工业现场最好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；?3）不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。?4）一定要搞清楚接地方法，还是采用浮空不接。?5）开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是否正常，声音和温升情况，发现问题立即停机调整。?7，步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？?一般要考虑以下方面作检查：1）电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。?2）上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要10mA），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS电路，则也要选用CMOS输入型的驱动器。3）启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。?4）电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。5）对于5相电机来说，相位接错，电机也不能工作。?8，?? 我想通过通讯方式直接控制伺服电机，可以吗？?可以