步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频[4]。
2.1.4 反应式步进电机原理
2.1.4.1 结构
电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0步进电机的西门子PLC控制(1)、1/3步进电机的西门子PLC控制(1)、2/3步进电机的西门子PLC控制(1)(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以步进电机的西门子PLC控制(1)表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3步进电机的西门子PLC控制(1),C与齿3向右错开2/3步进电机的西门子PLC控制(1),A'与齿5相对齐
保持转矩
保持转矩是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机重要的参数之一。比如,当人们说2Nm的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2Nm的步进电机。
4.钳制转矩
钳制转矩是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有钳制转矩。
2.1.3 步进电机主要特点
1)一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
2)步进电机外表允许的高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点,步进电机温度过高时会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
3)步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
电机的位置和速度由绕组通电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由绕组通电的顺序决定。
2.1.2 步进电机的基本参数
1.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,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.步进电机的相数
步进电机的相数是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则“相数”将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。