如何选择合适的步进电机
1. 负载分类:
(1)Tf力矩负载: Tf = G·r G 重物重量 r 半径
(2)TJ惯性负载: J = M(R12+R22)/ 32 (Kg·cm) M:质量 R1:外径 R2:内径 TJ = J·dw/dt dw/dt 为角加速度
2.力矩曲线图的说明 力矩曲线图是步进电机输出特性的重要表现,以下是我们对其中关键词语的解释。
说明: 1. 工作频率点: 表示步进电机在该点的转速值。单位:Hz n=Θ*Hz / (360*D) n 转/秒 Hz 该点的频率值 D 电路的细分值, Θ 步进电机的步距角 例:1.8步进电机,在1/2细分驱动的情况下(即每步0.9)500Hz 时,其速度是 1.25转/秒 2. 起动区域: 步进电机可以直接起动或停止的区域。 3. 运行区域: 在这个区域里,电机不能直接运行,必须先要在起动区域 内起动,然后通过加速的方式,才能到达该工作区域内。同样,在该区域内,电机也不能直接制动,否则就会造成失步,必须通过减速的方式到起动区域内,在进行制动。 4. 最大起动频率点:步进电机在空载情况下,最大的直接起动速度点。 5. 最大运行频率点:步进电机在空载情况下,可以达到的最大的运行速度点。 6. 起动力矩:步进电机在特定的工作频率点下,直接起动可带动的最大力矩负载值。 7. 运行力矩:步进电机在特定的工作频率点下,运行中可带动的最大力矩负载值。由于运动惯性的原因,所以,运行力矩要比起动力矩大。 3 加速和减速运动的控制 当一个系统的工作频率点在力矩曲线图的运行区域内时,如何在最短的时间内加速,减速就成了关键。 如下图示,步进电机的动态力矩特性一般在低速时为水平直线状,在高速时,由于电感的影响,很快下滑。
(1)直线加速运动
已知电机负载为TL,要从F0 在最短时间tr内加速到F1,求tr 和 加速脉频率F(t) A.确定TJ,一般TJ =70% Tm。 B.tr = 1.8*10-5*J*Θ*(F1-F0)/ (TJ-TL) C.F(t)=(F1-F0)*t/tr+F0 , 0 < t < tr (2)指数加速运动
已知电机负载为TL,要从F0 在最短时间tr内加速到F1,求tr 和 加速脉频率F(t) A.确定TJ0,TJ1一般TJ0 =70% Tm0,TJ1 =70% Tm1,TL=60%Tm1 B.tr = F4*ln[(TJ0-TL)/(TJ1-TL)] C.F(t)=F2*[1-e^(-t/F4)]+F0 , 0 < t < tr 其中,F2=(TL-TJ0)*(F1-F0)/(TJ1-TJ0) F4=1.8*10-5*J*Θ*F2 /( TJ0-TL) J 为电机转子和负载的转动惯量,Θ为每一步的度数,整步运行时为电机步距角。 至于减速的控制,只要将上诉的加速脉频率反过来进行即可。 4 振动和噪音 一般来说,步进电机在空载运行时,在200pps左右会有一个很严重的振动,甚至会产生失步的现象,