上一節我們已經對步進電機的概念、控制原理和主要參數進行比較詳細的介紹,我們今天來了解一下,步進電機在應用到自動化機械設備上的選型問題以及部分工程應用經驗。
一、步進電機選型要點
工業應用中所用步進電機速度高達600~1500rpm,更高轉速,可考慮閉環步進電機驅動,或是選用伺服驅動方案較合適步進電機選型步驟。
1)步距角的選擇
按照電機相數不同,有三種步距角:1.8°(兩相)、1.2°(三相)、0.72°(五相)。當然五相的步距角精度最高但其電機及驅動器價格較昂貴,所以國內極少采用。再加上現在的主流步進驅動器都采用了細分驅動技術,在4細分以下,細分步距角精度還是可以保證的,所以如果單獨從步距角精度的指標考慮,五相步進電機可以由兩相或三相步進電機取代。例如,在某種導程為5mm的絲桿負載應用中,如果采用兩相步進電機,驅動器設置在4細分,則電機每轉的脈沖數為200×4=800個,脈沖當量為5÷800=0.00625mm=6.25μm,此精度可以滿足大部分應用要求。
2)靜轉矩(保持轉矩)選擇
常用負載傳動機構有同步帶、絲桿、齒輪齒條等,客戶首先計算其機器負載(主要是加速轉矩加上摩擦轉矩)折算到電機軸上所需負載轉矩,然后按照電杋所需最高運行速度。
3)電機機座號選擇電機機座越大,其保持轉矩越大。
4)按照額定電流來選定配套步進驅動器。
例如,某電機57CM23的額定電流為5A,則你選配的驅動器的允許最大電流需5A以上(請注意是有效值而不是峰值),否則你如果選了一款最大電流僅3A的驅動器,則電機的最大輸出轉矩僅能60%左右!
二、步進電機的應用經驗
1)步進電機的低頻共振問題
細分步進驅動器是降低步進電機低頻共振的有效方法。在150rpm以下,細分驅動對降低電機振動效果是很明顯的。理論上,分越大,對降低步進電機振動效果越好,但實際情況是,細分增大到8或16以后,對降低步進電機振動的改善效果就已經達極致了
近幾年國內外已有抗低頻共振的步進驅動器上市,雷賽的DM、DM-S系列產品,釆用了抗低頻共振技術。該系列驅動器利用諧波補償,通過幅值、相位的匹配補償,可以極大程度的降低步進電杋低頻振動,實現電機低振動低噪聲運行。
2)步進電機細分對定位精度的影響
步進電機細分驅動電路不但可以提高裝備運動的平穩性,而且可以有效地提高裝備的定位精度。試驗表明:在同步帶傳動的運動平臺上,步進電機4細分時,電機每步都可以準確定位。
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