上一节我们已经对步进电机的概念、控制原理和主要参数进行比较详细的介绍,我们今天来了解一下,步进电机在应用到自动化机械设备上的选型问题以及部分工程应用经验。
一、步进电机选型要点
工业应用中所用步进电机速度高达600~1500rpm,更高转速,可考虑闭环步进电机驱动,或是选用伺服驱动方案较合适步进电机选型步骤。
1)步距角的选择
按照电机相数不同,有三种步距角:1.8°(两相)、1.2°(三相)、0.72°(五相)。当然五相的步距角精度最高但其电机及驱动器价格较昂贵,所以国内极少采用。再加上现在的主流步进驱动器都采用了细分驱动技术,在4细分以下,细分步距角精度还是可以保证的,所以如果单独从步距角精度的指标考虑,五相步进电机可以由两相或三相步进电机取代。例如,在某种导程为5mm的丝杆负载应用中,如果采用两相步进电机,驱动器设置在4细分,则电机每转的脉冲数为200×4=800个,脉冲当量为5÷800=0.00625mm=6.25μm,此精度可以满足大部分应用要求。
2)静转矩(保持转矩)选择
常用负载传动机构有同步带、丝杆、齿轮齿条等,客户首先计算其机器负载(主要是加速转矩加上摩擦转矩)折算到电机轴上所需负载转矩,然后按照电杋所需最高运行速度。
3)电机机座号选择电机机座越大,其保持转矩越大。
4)按照额定电流来选定配套步进驱动器。
例如,某电机57CM23的额定电流为5A,则你选配的驱动器的允许最大电流需5A以上(请注意是有效值而不是峰值),否则你如果选了一款最大电流仅3A的驱动器,则电机的最大输出转矩仅能60%左右!
二、步进电机的应用经验
1)步进电机的低频共振问题
细分步进驱动器是降低步进电机低频共振的有效方法。在150rpm以下,细分驱动对降低电机振动效果是很明显的。理论上,分越大,对降低步进电机振动效果越好,但实际情况是,细分增大到8或16以后,对降低步进电机振动的改善效果就已经达极致了
近几年国内外已有抗低频共振的步进驱动器上市,雷赛的DM、DM-S系列产品,釆用了抗低频共振技术。该系列驱动器利用谐波补偿,通过幅值、相位的匹配补偿,可以极大程度的降低步进电杋低频振动,实现电机低振动低噪声运行。
2)步进电机细分对定位精度的影响
步进电机细分驱动电路不但可以提高裝备运动的平稳性,而且可以有效地提高装备的定位精度。试验表明:在同步带传动的运动平台上,步进电机4细分时,电机每步都可以准确定位。
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