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步进电机控制器
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步进电机术语及步进电机主要参数介绍
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2012-7-16 8:26:52
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步进电机术语及步进电机主要参数介绍
步进电机术语
*相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
  *步数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四步执行方式即AB-BC-
  *CD-DA-AB,四相八步执行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
  *步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*执行步数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四步执行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八步执行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。
  *定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)。
  *静转矩:电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关,但过分采用减小气隙,增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。
步进电机的参数
引入转矩(pull-in torque)
 引入转矩是指步进马达能够与输入讯号同步起动、停止时的最大力矩,因此在引入转矩以下的区域中马达可以随着输入讯号做同步起动、停止、以及正反转,而此区域就称作自起动区(start-stop region)。
 最大自起动转矩(maximum starting torque)
 最大自起动转矩是指当起动脉波率低于10pps时,步进马达能够与输入讯号同步起动、停止的最大力矩。
  最大自起动频率是指马达在无负载(输出转矩为零)时最大的输入脉波率,此时马达可以瞬间停止、起动。
 脱出转矩(pull-out torque)最大自起动频率(maximum starting pulse rate)
脱出转矩是指步进马达能够与输入讯号同步运转,但无法瞬间起动、停止时的最大力矩,因此超过脱出转矩则马达无法运转,同时介于脱出转矩以下与引入转矩以上的区域则马达无法瞬间起动、停止,此区域称作扭转区域(slew region),若欲在扭转区域中起动、停止则必须先将马达回复到自起动区,否则会有失步现象的发生。
 最大响应频率(maximum slewing pulse rate)
 最大响应频率是指马达在无负载(输出转矩为零)时最大的输入脉波率,此时马达无法瞬间停止、起动。
 保持转矩(holding torque)
 保持转矩是指当线圈激磁的情况下,转子保持不动时,外界负载改变转子位置时所需施加的最大转矩。
 步进马达转矩与转速之关系为指数式反比,也就是当转速越大时转矩越小,相反的转速越小则转矩越大,这种现象是因为激磁线圈可以视为电感与电阻的串联电路,当激磁时线圈的电流与电阻、电感的关系如下式所示:
   (1)
其中时间常数。由式(1)可知线圈之激磁电流是随时间而变,而输出转矩则与电流大小成正比,因此当转速慢时线圈电流有足够的时间达到最大值,因此输出转矩较大;相同的,当转速提高时激磁讯号变换快速,使得线圈电流减弱造成输出转矩下降。

 

  
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