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三相反应式步进电机的运行方式

来源:www.xrdq.net   时间:2023-07-15 07:52   点击:179  编辑:admin   手机版

一、三相反应式步进电机的运行方式

三相异步电机和三相步进电机的接线方法不同。三相异步电机和三相步进电机所用的技术不同,因此它们的接线方式也不同。三相异步电机主要是利用电磁感应原理,需要用到三个相位相互作用的交流电源,因此接线比较复杂;而三相步进电机则是通过电子元件进行控制,所以接线相对比较简单。在实际应用中,三相异步电机和三相步进电机的使用场景也不同。三相异步电机通常用于大功率的工业设备中,如电动机、空调等;而三相步进电机则更常用于一些控制精度要求较高的场合,如机床控制系统、自动化装置等。因此,在选择接线方式时,需要根据实际需要和使用环境来确定。

二、用图文说明三相反应式步进电机的工作原理

反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。

  1、结构:电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,

  2、旋转: 如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力以下均同)。 如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。 由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 不过,出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态,这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合,使其1/3て变为1/12て,1/24て,这就是电机细分驱动的基本理论依据。 不难推出:电机定子上有m相励磁绕阻,其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机,出于成本等多方面考虑,市场上一般以二、三、四、五相为多。

  3、力矩: 电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力F与(dФ/dθ)成正比

  

  其磁通量Ф=Br*S Br为磁密,S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度,D为转子直径 Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密 成正比(只考虑线性状态)因此,电机有效体积越大,励磁安匝数越大,定转子间气隙越小,电机力矩越大,反之亦然。

三、3相步进电机步距角多少

步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°

四、三相反应式步进电机的工作方式有哪几种?

步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。

保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。

相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数,是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。目前应用最广泛的是两相和四相,四相电机一般用作两相,五相的成本较高。

拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.

固有步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。

定位转矩(DETENT TORQUE):电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的),DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。

最大静转矩:也叫保持转矩(HOLDING TORQUE),电机在额定静态电作用下(通电),电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩,即定子锁住转子的力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。

虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关,但过份采用减小气隙,增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。

最大静力矩的选择:

步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)。

五、三相步进电机步距角计算公式

概念有些混淆。

步距角-是指对应于一个脉冲信号,电机转动的角度。拍数-是指对应步进电机完成一个环形周期(对应于该电机的环形分配器)所需的节拍数。也就是你所说的“四拍”。

六、以三相步进电机为例,举例说明步进电机的工作原理

1. 简答

步进伺服是一种组合运动控制方式,可以实现系统内位置的高精度控制。步进伺服原理是通过以磁场的形式向步进电机驱动器的线圈中注入电流来实现驱动,从而产生旋转或移动的力矩。

2. 深入分析

2.1 步进电机与伺服电机的区别

步进电机与伺服电机相比,步进电机在驱动器产生脉冲时,可以根据脉冲个数定量的移动一定步长或旋转一定角度,精度较高,但是没有位置反馈,容易出现失步现象。而相对于步进电机,伺服电机有更好的位置控制能力,并且具备更高的转矩和速度,但是伺服驱动器较为复杂,价格也比步进驱动器高。

2.2 步进伺服的优缺点

步进伺服技术,就是将步进电机插补运动与伺服电机闭环控制相结合,解决了步进电机位置反馈不足,伺服电机难以满足所需高转矩的问题,从而实现了高精度、高速度、高转矩的位置控制。步进伺服相对于传统的伺服控制有更低的成本,更高的可靠性,更简单的配置和运行操作。

但是,步进伺服需要将具备位置信息的编码器连接到驱动器上,以解决电机失步问题。同时,由于步进驱动器的特性和性能保障,需要优化步进电机的驱动脉冲频率和驱动电压,以确保高精度的位置和速度控制。

3. 针对您问题,给出以下建议

3.1 如何选择步进伺服控制器

在选择步进伺服控制器时,要考虑控制器的价格、功能、兼容性、性能、市场口碑等因素,选择适合自己应用场景的产品。建议用户首先要了解自己的需求和应用场景,然后根据产品的技术参数和应用实例进行筛选和比较,选择性价比高、适应范围广、稳定可靠的步进伺服控制器。

3.2 如何实现步进伺服的高精度控制

为了实现步进伺服的高精度控制,应该根据具体应用场景选择合适的步进驱动器并进行参数配置,在运动控制时控制驱动脉冲频率、电流大小和工作状态,保证电机运动的控制精度。同时,还应该添加编码器以获取精确的位置反馈信息,从而提高了控制精确度。

3.3 如何维护步进伺服系统

步进伺服系统的维护工作包括电机清洁、电子连接件插拔、电源控制、系统软件更新等方面。同时,为了提高系统的可靠性,建议定期检查运动控制系统的连接接口和运动部件,并对控制器、伺服电机和编码器等进行预防性的维护和保养,保证系统的稳定性和长期可靠运行。

七、一台三相反应式步进电动机步距角3/1.5

步进电机的步距角α是反映步进电机绕组的通电状态每改变一次,转子转过的角度。步距角α一般由定子相数、转子齿数和通电方式决定。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

永磁式步进电机一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度; 反应式步进电机一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。

反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。

混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。

这种步进电机的应用最为广泛,也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。 电机固有步距角: 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如SL86S2114A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。

八、简述三相反应式步进电动机的工作原理

1.

串联电阻步进电机的工作原理是输入。速度和电流是成正比的。下面以谱思28闭环步进电机为例,电位器允许在此设置最大的灵活性。在负载需要不同的扭矩的情况下,所需的电流变化,因此电阻必须是灵活的。

2.

变速箱机械齿轮为速度调节提供了另一种解决方案。这种方法要求步进电机通过中间齿轮箱连接。齿轮比的属性允许这种方法。

3.

电压调整步进电机调速的最终方法是通过电压调节。许多芯片的存在,以实现这一点。

九、一台三相反应式步进电机,步距角

第一步确定步进电机的步距角,这个电机上会标明的。比如说,1.8度,则一个圆周360/1.8=200,也就是说电机旋转一周需要200个脉冲。

第二步确定电机驱动器设了细分细分没有,查清细分数,可以看驱动器上的拨码。比如说4细分,则承上所述,200*4=800,等于说800个脉冲电机才旋转一周。

第三步确定电机轴一周的长度或者说导程:如果是丝杠,螺距*螺纹头数=导程,如果是齿轮齿条传动,分度圆直径(m*z)即为导程,导程/脉冲个数=一个脉冲的线位移。

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