制造工业技术的发展离不开步进电机。步进电机的选型是一项非常繁琐的工作。工程师不仅需要了解机器知识,还需要了解很多电子和计算机知识。如果只根据驱动电流来选择步进电机,那肯定是不合适的。因此,在选型前一定要了解一些基本参数的含义,如静态转矩、驱动方式、驱动电压、驱动电流等。
静态扭矩 静态转矩是额定电流通过电机两相线圈且转子不转动时的保持转矩。也体现了步进电机的能力,类似于传统电机的“动力”。当然,这两种电机也有根本的区别:步进电机的物理结构与交直流电机完全不同,步进电机的输出功率是可变的。通常可以根据所需的扭矩量来选择要使用的框架尺寸。 驱动方式 除电机本体外,步进电机的性能因驱动方式而受到很大影响。在选择步进电机和驱动器时,重要的是要考虑驱动方法。驱动方式通常分为恒压恒流驱动、单极和双极驱动。 对于恒压驱动,即使驱动电压为12V或24V,也必须选择合适的电阻值。通常,电机的电阻值为几十欧姆。否则电流太大会烧坏驱动芯片。对于恒流驱动,通常用于电阻小、额定电流大的电机。额定电流通常为1-3A。如果需要更大的电流,则需要选择一些专用的驱动芯片,但价格会稍微贵一些。 与单极和双极驱动电路相比,单极驱动电路需要四个功率管,电流在线圈内以单一方向流动。双极驱动电路的功率管数量是单极的两倍,电流在线圈中正负交替流动。短时间同时导通会导致电源短路,产生强电流,所以要防止短路。双极驱动电路比单极情况更复杂。一般低速、大扭矩负载使用双极驱动,而高速驱动应用更适合单极驱动。 驱动电压 驱动电压是指驱动器的输入电压。这与机器的运行环境有关。可选择直流12V、24V、48V等,也可选择交流24V、36V、50V、60V、110V、220V等。电压选择对电机性能的影响是:电压越高,步进电机的性能越好,尤其是电机的转速越高。 驱动电流 驱动电流是指通过步进电机单相绕组的电流,也称为相电流。有些电机尺寸相同,静态转矩相同,但电阻和额定电流不同。为什么?例如,MOONS 的 MS17HD 系列电机有多种电阻值和电流值可供选择。这些不同额定电流的电机是为了匹配客户的不同功能和不同成本的驱动器而设计的:电流小,驱动器组装简单成本低,电流大,所以驱动器的各个部件成本高。 转矩频率特性 电动机在运行过程中得到的输出转矩曲线称为运行转矩频率特性曲线,是电动机最重要的动态曲线之一。电机的动态转矩取决于电机运行时的平均电流。平均电流越大,电机的输出转矩越大。电机的输出扭矩与转速成反比。也就是说,步进电机在低速时输出转矩大,在高速时输出转矩小。如果某些工作条件需要高速步进电机,则必须调整步进电机的驱动电压、电阻和电感。提高驱动器的输入电压,使用小电感和小电阻电机,可以在高速下实现大的输出转矩。 阶段 所谓“相数”就是电机的线圈组数,两相步进电机有两组线圈。很多客户在购买电机时很少注意相数,大部分是随意购买。事实上,在电机的不同相中,工作效果是不同的。2相电机提供0.9°和1.8°的步距角,3相电机提供1.2°的步距角。步距角越小,电机运行越平稳。在大多数情况下,有更多的两相电机。在高速大扭矩的工作环境下,选择三相步进电机更为实用。 空载启动频率 步进电机空载启动频率,通常称为“空载频率”。这是购买电机的一个重要指标。如果需要在瞬间频繁启动和停止,并且转速在1000转/分左右(或更高),通常需要“加速启动”。如果需要直接启动实现高速运转,****选择无功或永磁电机,这类机器的空载启动频率比较高。 |