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涨知识:快来跟着(HDB)学习步进电机

信息来源:直线丝杆步进电机供应商科瑞通电子    添加时间:2018-11-29
涨知识:快来跟着(HDB)学习步进电机-步进电机供应商科瑞通电子

如何简单的判别步进电机发热情况?又该如何减少发热?

步进电机表面温度在70~80度都是正常的。简单的温度测量方法有:用点温计的,也可以粗略判断:用手可以触摸1~2秒以上,不超过60度;用手只能碰一下,大约在70~80度;滴几滴水,迅速气化,则90度以上了。

减少发热有两种方法,第一种是减少铜损。减少铜损有两个方向:减少电阻和电流,这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机。对两相电机,能用串联的电机就不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机,则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能,前者在电机处于静态时自动减少电流,后者干脆将电流切断。另外,细分驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,电机发热也会较少。

第二种是减少铁损。减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级,兼顾高速性、平稳性和发热、噪音等指标。

步进电机驱动器只有两相,怎么驱动四相八线的电机?

有些公司的驱动器全部按两相设计,四相步进电机必须改接成两相才能使用。所以这些公司往往要问客户,希望电机接成串联的还是并联的。以往,当八线步进电机严格标成四相时,客户自然会认为四相电机和两相驱动器不匹配,因此很多公司干脆将四相步进电机和两相步进电机均标成两相。“两相步进电机和四相步进电机实质上是一回事”的真正道理就在于此。

但串联或并联会使电机绕组电阻和电感成倍变化,电机运行性能也会有明显变化。并联接法:四相绕组两两相并,绕组的电阻与电感成倍减小,电机运行时加速性能好,高速带载力矩大,但是电机需要输入1.4倍于额定电流的电流,发热较大,对驱动器输出能力要求相应提高。串联接法:绕组的电阻与电感成倍的增大,此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍,电机低速运行时稳定,噪音和发热较小,对驱动器要求不高,但高速力矩损耗大。

下面是几种常见的步进电机的接法图。

a.四线电机和六线电机高速度模式:输出电流设成等于或略小于电机额定电流值。

b.六线电机高力矩模式:输出电流设成电机额定电流的0.7倍。

c.八线电机并联接法:输出电流应设为电机单极性接法电流的1.4倍。

d.八线电机串联接法:输出电流应设为电机单极性接法电流的0.7倍。

如何克服两相步进电机在低速运转时的振动和噪声?

步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可采用以下方案来克服:

a.如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;

b.采用带有细分功能的驱动器,这是最常用的、最简便的方法;

c.换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机;

d.换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高;

e.在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大;

f.电机的相电流设置过大,此时需通过驱动器将电流值设置为适配值。

g.使用带动态滤波功能的驱动器。简单地说,动态滤波功能使用了电容能充电和放电的特点,对低频电流进行滤波,让电流波形更加的平滑,达到步进电机在低速下运行平稳的目的。

有什么办法能让电机在高速运行中也有大扭矩?

没有,在高速运行中,步进电机的力矩会不可避免地下降,这是固有特性。步进电机的矩频特性曲线:

因为转矩近似与电流平方成正比,且步进电机的定子电阻存在电感,电机在运行的时候,各相绕组的电感形成了反电动势,脉冲频率越高→反电动势越大→电流越小→力矩越小。在输入脉冲频率较低时,电流i的波形近似于矩形波,绕组中的平均电流较大,输出力矩也较大。但是当脉冲频率上升后,绕组中的电流i的波形接近三角波,幅值下降,绕组中的平均电流下降,因此输出力矩随着下降。下面是示意图,方便理解。

为什么步进电机无法高速启动?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,可能发生丢步或堵转。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)。

除上述原因以外,产生啸叫声还可能是由于负载过大造成的,高速运转时电机的输出扭矩会下降,无法满足负载要求时电机发生堵转,并且啸叫声会随着频率的高低变化而变化,解决办法是降低转速或更换扭矩更大的电机。

此外电机在高速运行停止后会出现短促的啸叫声,这是由对相电流进行斩波造成的,只需将驱动器面板上的自动半流设置为有效即可。

常用的三种信号输入方式有什么不同?

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