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如何判定选型步进电机还是闭环步进电机

如何判定选型步进电机还是闭环步进电机

新闻关键词:步进电机
发布时间:2021-07-09
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【导读】

步进电机发展迅速,源于国内数字控制系统的发展。随着闭环步进电机的出现,现在人们有了更多的选择。那么,步进电机和闭环步进电机有什么区别呢?如何判定设备上的传动结构选型步进电机还是闭环步进电机呢?

首先,需了解步进电机与闭环步进电机的差异。

1、控制精度不同。

两相混合步进电机的步距角一般为1.8°和0.9°,三相混合步进电机的步距角一般为1.2°和0.6°,五相混合步进电机的步距角一般为0.72°和0.36°。还有一些高性能的步进电机步距角较小。混合步进电机可以通过驱动器的拨号开关进行细分,将电机的每转脉冲数细分为200400800甚至51200

闭环步进电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以山社1000线闭环步进电机为例。对于带标准1000线编码器的电机,由于驱动器采用四倍频技术,脉冲当量为360/10000=0.036。对于带有17位编码器的电机,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360/131072=9.89秒。是步进电机1.8°的脉冲当量的1/655

2、低频特性不同。

步进电机在低速时容易发生低频振动。振动频率与负载和驱动性能有关。一般认为振动频率是电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理决定的低频振动现象对机器的正常运行非常不利。当步进电机低速工作时,通常应使用减震技术来克服低频振动,如在电机上添加减震器或在驱动器上使用细分技术。

闭环步进电机运行非常稳定,即使低速也不会振动。闭环步进系统具有共振抑制功能,可覆盖机械刚性不足,系统内部具有频率分析功能(FFT),可检测机械共振点,便于系统调节。

3、矩频特性不同。

步进电机的输出扭矩随着转速的上升而下降,高转速时会急剧下降,因此其最高工作转速一般为300~600RPM。闭环步进电机为恒扭矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM3000RPM)以内,可输出额定扭矩,在额定转速以上为恒功率输出。

4、过载能力不同。

步进电机一般没有过载能力。闭环步进电机过载能力强。以山社闭环步进系统为例,具有速度过载和扭矩过载能力。它的最大扭矩是额定扭矩的三倍,可以用来克服惯性负荷启动时的惯性扭矩。步进电机由于没有这种过载能力,在选择时往往需要选择扭矩较大的电机来克服这种惯性扭矩,而机器在正常工作时不需要这么大的扭矩,导致扭矩浪费。

5、运行性能不同。

步进电机的控制是开环控制。启动频率过高或负载过大,容易丢失或堵塞。停止时转速过高,容易过冲。因此,为了保证其控制精度,应处理升降问题。闭环步进驱动系统采用闭环控制,驱动器可以直接取样电机编码器的反馈信号,内部形成位置环和速度环。一般来说,步进电机不会丢失或过冲,控制性能更可靠。

6、速度响应性能不同。

步进电机从静态加速到工作转速(通常每分钟几百转)需要200~400毫秒。闭环步进系统具有良好的加速性能。以山社闭环步进电机为例,从静态加速到额定转速3000RPM只需要几毫秒,可用于需要快速启动和停止的控制场合。

闭环步进系统在许多性能上优于步进电机。然而,在一些要求不高的情况下,步进电机经常被用作执行电机。因此,在控制系统的设计过程中,应综合考虑控制要求、成本等因素,选择合适的控制电机。如需要快速启停,位置,速度等反馈的场合,选型闭环步进电机更合适一些。


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