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步进电动机的精度(步进电动机的精度为多少?是否

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-29 14:25   点击:172  编辑:admin   手机版

1. 步进电动机的精度为多少?是否累积误差?

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。

2. 步进电机的步距精度

我们以步进电机带动滚珠丝杆为例简单讲一下脉冲当量与步距角的关系。

首先假设丝杆螺距h=5mm,步进电机为两相电机,步距角α=1.8°。

在电机整步运行状态下,接收200个脉冲(200X1.8°=360°)转一圈。

由于丝杆螺距h=5mm,也就是说电机转一圈转换成直线位移是5mm,这样就可以算出脉冲当量δ=5mm÷200个脉冲=0.025mm/脉冲。相当于现在的定位精度是0.025mm.

你的题目是给定的定位精度是0.1mm(相当与脉冲当量δ=0.1),要确定电机的步距角。

根据上面的例子,我们可以有通过选择不同的丝杆螺距或不同步距角的步进电机来实现。

比如丝杆螺距h=5,δ=0.1

可以得出5÷0.1=50个脉冲电机转一圈。

电机步距角α=360°÷50=7.2°

α——步进电动机的步距角(°);

δ——脉冲当量(mm/脉冲);

h——丝杠螺距(mm)

3. 步进电动机的精度为多少?是否累积误差最大

步进电机是一种将电脉冲

转化为角位移

的执行机构。通俗一点讲: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

(及步进角)。也是由于这个原因,我们可以通过控制

单片机,PLC,控制器等发出的脉冲个数

来控制角位移量

,从而达到准确定位

的目的;也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。步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB)。具体来说,永磁式步进一般为两相

,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。在欧美 等发达国家 80 年代已被淘汰; 混合式步进就是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。一般步进电机的精度为步进角的 3-5%

,且不累积。这里有一个问题,就是细分驱动器的细分数是否能代表精度呢?步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动

,而提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为 1.8° 的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为 4,那么电机的运转分辨率为每个脉冲 0.45°,电机的精度能否达到或接近 0.45°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因 素。细分数越大精度越难控制。———————————————————————————————————————————传统步进电机的精度

由电机的相数

和驱动器细分

决定。例如5相电机的精度大于3相,3相大于2相;高细分驱动器的精度大于低细分驱动器,但是由于细分技术属于对电流的梯级方式控制,所以提升精度不仅有极限,而且在高细分时往往只有分辨率而没有精度。还有一种方法就是采用闭环步进电机,它的精度不取决于电机的相数,而取决于电机的编码器精度。

在工作的时候,根据安装在电机轴上的编码器实时反馈

当前的指令输出信号,指令输入信号与实际输出信号比较产生位置偏差,然后输入给控制系统进行位置补偿控制,实时纠正电机轴的位置偏差,从而可以实现步进电机不丢步。

4. 步进电机有没有累计误差

该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。

步进电机是纯粹的数字控制电动机。它将电脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行,它不能直接使用交流电源和直流电源;此外步进电机的角位移与输入脉冲严格成正比,因此,当它转一转后,没有累计误差,具有良好的跟随性。

5. 步进电机步进精度

步进电机型号和意义如下:

步进电机型号由4部分组成,分别代表机座号、电机类型(BYF代表混合式,BC代表反应式)、相数、电机转子齿数。

1、机座号:又叫电机外径,一共有28、42、57、86、110、130型号。

2、电机类型

反应式:定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。

永磁式:永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。

混合式:混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步距角小,但结构复杂、成本相对较高。

3、相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。

4、转子齿数

转子齿数是指定转子铁芯上转子小齿的数量。转子齿数的不同会改变单相各个线圈之间的互补性;改变线圈所匝链的磁链的极性,对单相线圈磁链的谐波成分造成影响,进而对电机的谐波特性造成影响,还影响电机的功率密度。

扩展资料

步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。 三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。

1、步距角的选择

电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。电机的步距角应等于或小于此角度。

2、静力矩的选择

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。

3、电流的选择

静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流。

6. 步进电动机的优点之一就是误差不会累积

由于步进电机铁芯的步进齿的模具加工时有累积误差,所以步进电机在每一转内有累积误差,而且无法消除!

间接的办法是:加工减速器,并提高步进电机的转速,如减速器减一半转速,步进电机提高一倍转速,这样误差将减少一半。

这种方法有局限性,当驱动载荷的转速要求较高时不能用。但步进电机在第一转与以后的每转都是没有累积误差的。

7. 步进电机步距角误差

与软件设置和雕刻机硬件都有关!

步进电机有步距角(涉及到相数),静转矩,及电流三大要素组成.一旦三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了.

1,确定电机类型.

2,选择脉冲当量,步距角.

开环控制系统中,脉冲当量是衡量机床加工精度的一个基本参数,是机床的最小设定单位.

3,速比的确定.

θs—步距角(°)

h——丝杠导程(mm)

δ—脉冲当量(mm/脉冲)

步进电机是一种作为控制用的特种电机,它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的,其特点是没有积累误差,所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动,这种装置就是步进电机驱动器,它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移,或者说:控制系统每发一个脉冲信号,通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。

所以,控制步进脉冲信号的频率,可以对电机精确调速;控制步进脉冲的个数,可以对电机精确定位目的。

相对于每一个脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量,又称为最小设定单位。它的大小视机床精度而定,一般为0.01~0.0005mm.。脉冲当量影响数控机床的加工精度,它的值取得越小,加工精度越高。

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