步進(jìn)電機(jī)的矩角特性是什么
是指在單脈沖、電流不變的情況下,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子失調(diào)角θ之間的關(guān)系曲線T=f。
矩角特性是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本特性,正確而方便地測(cè)定這一特性是很重要的,但至今仍感到困難,人們?cè)缇拖胪ㄟ^旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電壓,來(lái)測(cè)出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性??墒怯捎诓竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)電壓與靜轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系較復(fù)雜。
矩角特性測(cè)試給定一個(gè)電脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度,這個(gè)角度就稱作該步進(jìn)電機(jī)的步距角。目前常用步進(jìn)電機(jī)的步距角大多為1.8度(俗稱一步)或0.9度(俗稱半步)。以步距角為0.9度的進(jìn)步電機(jī)來(lái)說,當(dāng)我們給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)電脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)過0.9度;給兩個(gè)脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)過1.8度。以此類推,連續(xù)給定脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于電脈沖信號(hào)與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角存在的這種線性關(guān)系,使得步進(jìn)電機(jī)在速度控制、位置控制等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱的合理范圍:電機(jī)發(fā)熱允許到什么程度,主要取決于電機(jī)內(nèi)部絕緣等級(jí)。內(nèi)部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會(huì)被破壞。所以只要內(nèi)部不超過130度,電機(jī)不會(huì)損環(huán),而這時(shí)表面溫度會(huì)在90度以下。所以,步進(jìn)電機(jī)表面溫度在70-80度都是正常的。簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量方法有用點(diǎn)溫計(jì)的,也可以粗略判斷:用手可以觸摸1-2秒以上,不超過60度;用手只能碰一下,大約在70-80度;滴幾滴水迅速氣化,則90度以上了。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為:完全消除了電機(jī)的低頻振蕩。低頻振蕩是步進(jìn)電機(jī)(尤其是反應(yīng)式電機(jī))的固有特性,而細(xì)分是消除它的唯一途徑,如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作(如走圓?。x擇細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是唯一的選擇。?提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對(duì)三相反應(yīng)式電機(jī),其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約30-40% 。?提高了電機(jī)的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度,‘提高電機(jī)的分辨率‘是不言而喻的。
1)步距角α
每給一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過角度的理論值。
其中,m為定子相數(shù);z為轉(zhuǎn)子齒數(shù);k為通電系數(shù),m相m拍,k=1;m相2m拍,k=2。
α一般很小,如:3°/1.5°,1.5°/0.75°,0.72°/0.36°等
2)矩角特性、最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mq
靜態(tài):步進(jìn)電機(jī)處于通電狀態(tài),轉(zhuǎn)子處在不動(dòng)狀態(tài)。
靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mj:在電機(jī)軸上施加一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M,轉(zhuǎn)子會(huì)在載荷方向上轉(zhuǎn)過一個(gè)角度θ(失調(diào)角),轉(zhuǎn)子因而受到一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩Mj的作用與負(fù)載平衡。
矩角特性:步進(jìn)電機(jī)單相通電的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mj隨失調(diào)角θ的變化曲線。
3)啟動(dòng)頻率fq和啟動(dòng)時(shí)的慣頻特性
啟動(dòng)頻率或突跳頻率fq:空載時(shí),步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動(dòng)并進(jìn)入不丟步的正常運(yùn)行狀態(tài)所允許的最高頻率。高于啟動(dòng)頻率,將不能正常起動(dòng)。
啟動(dòng)時(shí)的慣頻特性:是指電機(jī)帶動(dòng)純慣性負(fù)載時(shí)啟動(dòng)頻率和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之間的關(guān)系。
步進(jìn)電機(jī)在帶負(fù)載(尤其是慣性負(fù)載)下的啟動(dòng)頻率比空載要低。
4)運(yùn)行矩頻特性
連續(xù)運(yùn)行頻率:步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后,其運(yùn)行速度能跟蹤指令脈沖頻率連續(xù)上升而不丟步的最高工作頻率。其值遠(yuǎn)大于啟動(dòng)頻率。
運(yùn)行矩頻特性:是描述步進(jìn)電機(jī)在連續(xù)運(yùn)行時(shí),輸出轉(zhuǎn)矩與連續(xù)運(yùn)行頻率之間的關(guān)系。