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文檔簡介

1、1,如何正確選擇伺服電機和步進電機主要視具體應用情況而定,簡單地說要確定:負載的性質(如水平還是垂直負載等),轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求,上位控制要求(如對端口界面和通訊方面的要求),主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源,或電池供電,電壓范圍。據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。2,選擇步進電機還是伺服電機系統其實,選擇什么樣的電機應根據具體應用情況而定,各有其特點。請見下表,自然明白。步進電機系統伺服電機系統力矩范圍中小力矩(一般在20Nm以下)小中大,全范圍速度范圍低(一般在2000RPM以下,大力矩電機小于1000RPM)高(可達5000RPM

2、),直流伺服電機更可達12萬轉/分控制方式主要是位置控制多樣化智能化的控制方式,位置/轉速/轉矩方式平滑性低速時有振動(但用細分型驅動器則可明顯改善)好,運行平滑精度一般較低,細分型驅動時較高高(具體要看反饋裝置的分辨率)矩頻特性高速時,力矩下降快力矩特性好,特性較硬過載特性過載時會失步可310倍過載(短時)反饋方式大多數為開環控制,也可接編碼器,防止失步閉環方式,編碼器反饋編碼器類型-光電型旋轉編碼器(增量型/絕對值型),旋轉變壓器型響應速度一般快耐振動好一般(旋轉變壓器型可耐振動)溫升運行溫度高一般維護性基本可以免維護較好價格低高3,如何配用步進電機驅動器根據電機的電流,配用大于或等于此電

3、流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對于大轉矩電機,盡可能用高電壓型驅動器,以獲得良好的高速性能。4,2相和5相步進電機有何區別,如何選擇2相電機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。5相電機則振動較小,高速性能好,比2相電機的速度高3050%,可在部分場合取代伺服電機。5,何時選用直流伺服系統,它和交流伺服有何區別直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣

4、量小,轉動平滑,力矩穩定。控制復雜,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境。交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。6,使用電機時要注意的問題上電運行前要作如下檢查:1)電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅動模塊的損壞);對于直流輸入的+/-極性一定不能接錯,驅動控制器上的電機型號或電流設定值是否合適(開始時不要太大);2)控制信號線接牢靠,工業現場最

5、好要考慮屏蔽問題(如采用雙絞線);3)不要開始時就把需要接的線全接上,只連成最基本的系統,運行良好后,再逐步連接。4)一定要搞清楚接地方法,還是采用浮空不接。5)開始運行的半小時內要密切觀察電機的狀態,如運動是否正常,聲音和溫升情況,發現問題立即停機調整。7,步進電機啟動運行時,有時動一下就不動了或原地來回動,運行時有時還會失步,是什么問題一般要考慮以下方面作檢查:1)電機力矩是否足夠大,能否帶動負載,因此我們一般推薦用戶選型時要選用力矩比實際需要大50%100%的電機,因為步進電機不能過負載運行,哪怕是瞬間,都會造成失步,嚴重時停轉或不規則原地反復動。2)上位控制器來的輸入走步脈沖的電流是否

6、夠大(一般要10mA),以使光耦穩定導通,輸入的頻率是否過高,導致接收不到,如果上位控制器的輸出電路是CMOS電路,則也要選用CMOS輸入型的驅動器。3)啟動頻率是否太高,在啟動程序上是否設置了加速過程,最好從電機規定的啟動頻率內開始加速到設定頻率,哪怕加速時間很短,否則可能就不穩定,甚至處于惰態。4)電機未固定好時,有時會出現此狀況,則屬于正常。因為,實際上此時造成了電機的強烈共振而導致進入失步狀態。電機必須固定好。5)對于5相電機來說,相位接錯,電機也不能工作。8,我想通過通訊方式直接控制伺服電機,可以嗎可以的,也比較方便,只是速度問題,用于對響應速度要求不太高的應用。如果要求快速的響應控

7、制參數,最好用伺服運動控制卡,一般它上面有DSP和高速度的邏輯處理電路,以實現高速高精度的運動控制。如S加速、多軸插補等。9,用開關電源給步進和直流電機系統供電好不好一般最好不要,特別是大力矩電機,除非選用比需要的功率大一倍以上的開關電源。因為,電機工作時是大電感型負載,會對電源端形成瞬間的高壓。而開關電源的過載性能不好,會保護關斷,且其精密的穩壓性能又不需要,有時可能造成開關電源和驅動器的損壞。可以用常規的環形或R型變壓器變壓的直流電源。10,我想用土10V或420mA的直流電壓來控制步進電機,可以嗎可以,但需要另外的轉換模塊。11,我有一個的伺服電機帶編碼器反饋,可否用只帶測速機口的伺服驅

8、動器控制可以,需要配一個編碼器轉測速機信號模塊。12,伺服電機的碼盤部分可以拆開嗎禁止拆開,因為碼盤內的石英片很容易破裂,且進入灰塵后,壽命和精度都將無法保證,需要專業人員檢修。13,步進和伺服電機可以拆開檢修或改裝嗎不要,最好讓廠家去做,拆開后沒有專業設備很難安裝回原樣,電機的轉定子間的間隙無法保證。磁鋼材料的性能被破壞,甚至造成失磁,電機力矩大大下降。14,幾臺伺服電機可以作同步運行嗎我們的產品是可以的。15,伺服控制器能夠感知外部負載的變化嗎我們的產品是可以的,如遇到設定阻力時停止、返回或保持一定的推力跟進。16,可以將國產的驅動器或電機和國外優質的電機或驅動器配用嗎原則上是可以的,但要

9、搞清楚電機的技術參數后才能配用,否則會大大降低應有的效果,甚至影響長期運行和壽命。最好向供應商咨詢后再決定。17,使用大于額定電壓值的直流電源電壓驅動電機安全嗎正常來說這不是問題,只要電機在所設定的速度和電流極限值內運行。因為電機速度與電機線電壓成正比,因此選擇某種電源電壓不會引起過速,但可能發生驅動器等故障。此外,必須保證電機符合驅動器的最小電感系數要求,而且還要確保所設定的電流極限值小于或等于電機的額定電流。事實上,如果你能在你設計的裝置中讓電機跑地比較慢的話(低于額定電壓),這是很好的。以較低的電壓(因此比較低的速度)運行會使得電刷運轉反彈較少,而且電刷/換向器磨損較小,比較低的電流消耗

10、和比較長的電機壽命。另一方面,如果電機大小的限制和性能的要求需要額外的轉矩及速度,過度驅動電機也是可以的,但會犧牲產品的使用壽命。18,我如何為我的應用選擇適當的供電電源推薦選擇電源電壓值比最大所需的電壓高10%-50%。此百分比因KT,Ke,以及系統內的電壓降而不同。驅動器的電流值應該足夠傳送應用所需的能量。記住驅動器的輸出電壓值與供電電壓不同,因此驅動器輸出電流也與輸入電流不相同。為確定合適的供電電流,需要計算此應用所有的功率需求,再增加5%。按I二P/V公式計算即可得到所需電流值。19,對于伺服驅動器我可以選擇那種工作方式請見下表(以下模式并不全部存在于所有型號的驅動器中)開環模式輸入命

11、令電壓控制驅動器的輸出負載率。此模式用于無刷電機驅動器,和有刷電機驅動器的電壓模式相同。電壓模式輸入命令電壓控制驅動器的輸出電壓。此模式用于有刷電機驅動器,和無刷電機驅動器的開環模式相同。電流模式(力矩模式)輸入命令電壓控制驅動器的輸出電流(力矩)。驅動器調整負載率以保持命令電流值。如果驅動器可以速度或位置環工作,一般都含有此模式。IR補償模式輸入命令控制電機速度IR補償模式可用于控制無速度反饋裝置電機的速度。驅動器會調整負載率來補償輸出電流的變動。當命令響應為線性時,在力矩擾動情況下,此模式的精度就比不上閉環速度模式了。Hall速度模式輸入命令電壓控制電機速度。此模式利用電機上hall傳感器

12、的頻率來形成速度閉環。由于hall傳感器的低分辨率,此模式一般不用于低速運動應用。編碼器速度模式輸入命令電壓控制電機速度。此模式利用電機上編碼器脈沖的頻率來形成速度閉環。由于編碼器的高分辨率,此模式可用于各種速度的平滑運動控制。測速機模式輸入命令電壓控制電機速度。此模式利用電機上模擬測速機來形成速度閉環。由于直流測速機的電壓為模擬連續性,此模式適合很高精度的速度控制。當然,在低速情況下,它也容易受到干擾。模擬位置環模式(ANP模式)輸入命令電壓控制電機的轉動位置。這其實是一種在模擬裝置中提供位置反饋的變化的速度模式(如可調電位器、變壓器等)。在此模式下,電機速度正比于位置誤差。且具有更快速的響

13、應和更小的穩態誤差。20,驅動器和系統如何接地如果在交流電源和驅動器直流總線(如變壓器)之間沒有隔離的話,不要將直流總線的非隔離端口或非隔離信號的地接大地,這可能會導致設備損壞和人員傷害。因為交流的公共電壓并不是對大地的,在直流總線地和大地之間可能會有很高的電壓。在多數伺服系統中,所有的公共地和大地在信號端是接在一起的。多種連接大地方式產生的地回路很容易受噪音影響而在不同的參考點上產生電流。為了保持命令參考電壓的恒定,要將驅動器的信號地接到控制器的信號地。它也會接到外部電源的地,這將影響到控制器和驅動器的工作(如:編碼器的5V電源)。屏蔽層接地是比較困難的,有幾種方法。正確的屏蔽接地處是在其電

14、路內部的參考電位點上。這個點取決于噪聲源和接收是否同時接地,或者浮空。要確保屏蔽層在同一個點接地使得地電流不會流過屏蔽層。21,減速器為什么不能和電機正好相配在標準轉矩點如果考慮到電機產生的經過減速器的最大連續轉矩,許多減速比會遠遠超過減速器的轉矩等級。如果我們要設計每個減速器來匹配滿轉矩,減速器的內部齒輪會有太多組合(體積較大、材料多)。這樣會使得產品價格高,且違反了產品的“高性能、小體積”原則。22,我如何選擇使用行星減速器還是正齒輪減速器行星減速器一般用于在有限的空間里需要較高的轉矩時,即小體積大轉矩,而且它的可靠性和壽命都比正齒輪減速器要好。正齒輪減速器則用于較低的電流消耗,低噪音和高

15、效率低成本應用。部分伺服驅動器故障檢查方法參考:現象可能原因糾正方法示波器檢查驅動器的電流監控輸出端時,發現它全為噪聲,無法讀出電流監控輸出端沒有與交流電源相隔離(變壓器)可以用直流電壓表檢測觀察電機在一個方向上比另一個方向跑得快無刷電機的相位搞錯檢測或查出正確的相位在不用于測試時,測試/偏差開關打在測試位置將測試/偏差開關打在偏差位置偏差電位器位置不正確重新設定電機失速速度反饋的極性搞錯可以嘗試以下方法:如果可能,將位置反饋極性開關打到另一位置。(某些驅動器上可以)如使用測速機,將驅動器上的TACH+和TACH-對調接入。如使用編碼器,將驅動器上的ENCA和ENCB對調接入。如在HALL速度

16、模式下,將驅動器上的HALL-1和HALL-3對調,再將Motor-A和Motor-B對調接好。編碼器速度反饋時,編碼器電源失電檢查連接5V編碼器電源。確保該電源能提供足夠的電流。如使用外部電源,確保該電壓是對驅動器信號地的。LED燈是綠的,但是電機不動一個或多個方向的電機禁止動作檢查+INHIBIT和-INHIBIT端口命令信號不是對驅動器信號地的將命令信號地和驅動器信號地相連上電后,驅動器的LED燈不亮供電電壓太低,小于最小電壓值要求檢查并提高供電電壓當電機轉動時,LED燈閃爍HALL相位錯誤檢查電機相位設定開關(60/120)是否正確。多數無刷電機都是120相差。HALL傳感器故障當電機

17、轉動時檢測HallA,HallB,HallC的電壓。電壓值應該在5VDC和0之間。LED燈始終保持紅色存在故障原因:過壓、欠壓、短路、過熱、驅動器禁止、HALL無效23,何為負載率(dutycycle)負載率(dutycycle)是指電機在每個工作周期內的工作時間/(工作時間+非工作時間)的比率。如果負載率低,就允許電機以3倍連續電流短時間運行,從而比額定連續運行時產生更大的力量。24,標準旋轉電機的驅動電路可以用于直線電機嗎一般都是可以的。你可以把直線電機就當作旋轉電機,如直線步進電機、有刷、無刷和交流直線電機。具體請向供應商咨詢。25,直線電機是否可以垂直安裝,做上下運動可以。根據用戶的要

18、求,垂直安裝時我們可以加裝動子滑塊平衡裝置或加裝導軌抱閘剎車。26,在同一個平臺上可以安裝多個動子嗎可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。27,是否可以將多個無刷電機的動子線圈安裝于同一個磁軌道上可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。28,AMS的直線電機是否可以用于特殊環境,如水濺、真空、潔凈室、輻射等環境可以提供。具體請與我們聯系。29,使用直線電機比滾珠絲桿的線性電機有何優點由于定子和動子之間沒有機械連接,所以消除了背隙、磨損、卡死問題,運動更加平滑。突出了更高精度、高速度、高加速度、響應快、運動平滑、控制精度高、可靠性好體積緊湊、外形高度低、長壽命、免維護等特點。30,你們的滑臺可以做

19、多個組合一起使用嗎是的??梢越M合為XY,XZ,YZ,XYZ及其它靈活組合。步進電動機的選擇與計算葉文卿(眉山職業技術學院四川眉山620020)【摘要】本文以C616車床改為開環式數控車床的設計計算,為根據車床參數,選擇步進電動機提供了可靠易行的計算方法和步驟?!娟P鍵字】轉矩轉動慣量負載起動性能數控產品設計時,根據工作系統的力學模型,計算選擇步進電動機或伺服電動機的規格型號,是進行數控產品設計的一個重要環節。因為電動機的參數決定著數控系統中各功能模塊的性能參數,各功能模塊都要與電動機相匹配,這里以用普通車床C616改為簡易數控車床為例。說明步進電動機的計算過程。1c616車床的各參數11改進后的

20、傳動系統簡易數控車床即開環式控制將c616車床的縱向進給系統常采用步進電動機驅動滾軸絲桿,帶動裝有刀架的拖板作往復直線運動。其工作原理如圖56改進后的車床傳動系統1小刀架2橫向步進電動機3橫向滾珠絲桿4.大拖板縱向滾珠絲桿6.縱向步進電動機各參數1.2.1各拖板重量w=1500N1.2.2拖板與導軌貼塑板間摩擦系數U二1.2.3最大走刀抗力Fz(與運動方向相反)=1400N1.2.4最大主切削力Fy(與導軌垂直)=2800N(最大走刀抗力和主切削力可根據普通C616車床的電動機功率和車削時車刀的主偏角為900時計算而得出)1.2.5拖板進給速V二10500毫米/分11.2.6車刀空行程速度V2

21、=200毫米/分1.2.7滾珠絲桿導程L=6毫米1.2.8滾珠絲桿節圓直徑d=30毫米01.2.9絲桿總長L=1000毫米1.2.10定位精度毫米2確定步進電動機的型號脈沖當量的選擇脈沖當量:一個指令脈沖使步進電動機驅動拖動的移動距離=0。01mm/p(輸入一個指令脈沖工作臺移動0.01毫米)32初選之相步進電動機的步距角/,當三相六拍運行時,步距角二其每轉的脈沖數s二3070=480p/r步進電動機與滾珠絲桿間的傳動比iL=bs0.01x480在步進電動機與滾珠絲桿之間加Z1=20,Z2=25模數m二的一對齒輪。齒輪的模數根據c616車床,掛輪齒類比確定。等效負載轉矩的計算2.2.1空載時的

22、摩擦轉矩Juwl0.06x1500 x0.006TF=二二2.2.2車削加工時的負載轉矩TLF2叩i2x3.14x0.8x1.25LF+u(w+F)LT=z匚Ls2兀耳iS=1400+0.06(1500+2800)0.0062x3.1416x0.8x1.25=摩擦系數w拖板重量L導程i傳動比FZ-最走刀抗力F最大切削力(N)y耳S一一一一滾動絲桿傳動效率等效轉動慣量計算2.3.1滾珠絲桿的轉動慣量JsJs=池=34x(.032)4x1x倔x103=8.1x10-4322.3.2拖板的運動慣量J=w(厶2=劈(0226)2=1.2x10-4wg兀9.8兀2.3.3大齒輪的轉動慣量Jg2(大齒接圓

23、直徑毫米寬10毫米)Jg2邛D4bp_3.14x(0.0625)4x0.01x7.85x103=32_1.76x10-42.3.4小齒輪的轉動慣量J(小齒接圓直徑50毫米寬12毫米)換算系列電機軸上的總轉動慣量g1JLj_兀D4bp_3.14x(0.05)4x0.012x7.85x103g13232_5.78x10-5換算到電動機軸上的總轉動慣量JL+J+J_J+-Wg2Lg1L2二5.78x10-5+8.1x10-4+1.28x10-4+1.76x10-4125二x-4Kg初選步進電動機型號根據車削時負載轉距Tl二和電動機總轉動慣量Jl二,初步選定電動型號為110BF003反應式步進電動機。

24、該電動機的最大靜扭距Tmax二,轉子轉動慣量Jm二x-4kg為了使步進電動機具有良好的起動能力及較快的響應速度應為:max2TLmaxTL8.11.584_5.12JLJM_1.6300mm/min6xl6x1.252.5.2工作行程速度計算當TL二時,電動機對應頻率f3000HZLu=璽=0.75x3000 x6=1800mm/min500mm/min6xl6x1.25以上計算,選該型號步進電動機,無論是起動性能,還是空行程快速進給,還是工作行進給速度都能滿足c616車床的設計要求3結論根據普通車床的電機和切削速度計算出最大切削力和走刀抗力NF二一CuFz二0.5FC(車刀主偏角9Oo,零件

25、材料45#鋼)C計算出空載時摩擦轉矩tlf和加工時負載轉矩tlm360計算機械傳動系統換算到電機軸上的總慣量JL初選步進電動型號:T2TMLJJlM4校核電動機起動性能,驗算空行程速度和工作行程速度選定步進電動機后,步進電動機的性能參數,為數控系統,特別是輸出接口,驅動電源模塊型號的選擇提供依據?!緟⒖嘉墨I】(補充完整)格式要求:作者.書名.出版社名稱.出版日期.【1】機電一體化產品設計.【2】數控車床原理.【3】金屬切削手冊.【4】工程力學.【5】機械設計手冊.步進電機是一種能將數字輸入脈沖轉換成旋轉或直線增量運動的電磁執行元件。每輸入一個脈沖電機轉軸步進一個步距角增量。電機總的回轉角與輸入

26、脈沖數成正比例,相應的轉速取決于輸入脈沖頻率。步進電機是機電一體化產品中關鍵部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。廣泛應用于機電一體化產品中,如:數控機床、包裝機械、計算機外圍設備、復印機、傳真機等。選擇步進電機時,首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進電機時,首先要計算機械系統的負載轉矩,電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可靠。在實際工作過程中,各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機,負載力矩大。選擇步進電機時,應使步距角和機械系統匹配,這樣可以

27、得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量,一是可以改變絲桿的導程,二是可以通過步進電機的細分驅動來完成。但細分只能改變其分辨率,不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。選擇功率步進電機時,應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率,使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續工作頻率能滿足機床快速移動的需要。選擇步進電機需要進行以下計算:(1)計算齒輪的減速比根據所要求脈沖當量,齒輪減速比i計算如下:i二(e.s)/(36o.A)(1-1)式中e-一步進電機的步距角(o/脈沖)S絲桿螺距(mm)(mm/脈沖)(2)計算工作臺,絲桿以及齒輪折算

28、至電機軸上的慣量Jt。Jt=J1+(1/i2)(J2+Js)+W/g(S/2n)2(1-2)式中Jt折算至電機軸上的慣量J1、J2-齒輪慣量Js絲桿慣量W-工作臺重量(N)S絲桿螺距(cm)(3)計算電機輸出的總力矩MM二Ma+Mf+Mt(1-3)Ma=(Jm+Jt).n/TXX102(1-4)式中Ma-電機啟動加速力矩(Jm、Jt-電機自身慣量與負載慣量n電機所需達到的轉速(r/min)T電機升速時間(s)M仁(1-5)Mf-導軌摩擦折算至電機的轉矩(u-摩擦系數n傳遞效率Mt二/(2nni)X102(1-6)Mt-切削力折算至電機力矩(Pt最大切削力(N)(4)負載起動頻率估算。數控系統控

29、制電機的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關系,其估算公式為fq二fqO(1-(Mf+Mt)/MI)F(1+Jt/Jm)1/2(1-7)式中fq帶載起動頻率(Hz)fqO-空載起動頻率Ml-起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩(若負載參數無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進行估算.(5)運行的最高頻率與升速時間的計算。由于電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降,因此在最高頻率時,由矩頻特性的輸出力矩應能驅動負載,并留有足夠的余量。(6)負載力矩和最大靜力矩Mmax。負載力矩可按式(1-5)和式(1-6)計算,電機在最大進給速度時,由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于Mf與Mt之和,并留有余量。一般

30、來說,Mf與Mt之和應小于(Mmax.步進電機的選擇(一)步進電機的選擇步進電機有步距角(涉及到相數)、靜轉矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定,步進電機的型號便確定下來了。1、步距角的選擇電機的步距角取決于負載精度的要求,將負載的最小分辨率(當量)換算到電機軸上,每個當量電機應走多少角度(包括減速)。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有度/度(五相電機)、度/度(二、四相電機)、度/3度(三相電機)等。2、靜力矩的選擇步進電機的動態力矩一下子很難確定,我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載,而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負

31、載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時(一般由低速)時二種負載均要考慮,加速起動時主要考慮慣性負載,恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下,靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好,靜力矩一旦選定,電機的機座及長度便能確定下來(幾何尺寸)3、電流的選擇靜力矩一樣的電機,由于電流參數不同,其運行特性差別很大,可依據矩頻特性曲線圖,判斷電機的電流(參考驅動電源、及驅動電壓)綜上所述選擇電機一般應遵循以下步驟:4、力矩與功率換算步進電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是變化的,一般只用力矩來衡量,力矩與功率換算如下:P二QMQ=2nn/60P=2nnM/60其P為功率單位為瓦,0為每秒角速度,單位為弧度,

32、n為每分鐘轉速,M為力矩單位為牛頓米P=2nfM/400(半步工作)其中f為每秒脈沖數(簡稱PPS)二)、步進電機應用中的注意點1、步進電機應用于低速場合每分鐘轉速不超過1000轉,(度時6666PPS),最好在1000-3000PPS度)間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低。2、步進電機最好不使用整步狀態,整步狀態時振動大。3、由于歷史原因,只有標稱為12V電壓的電機使用12V外,其他電機的電壓值不是驅動電壓伏值,可根據驅動器選擇驅動電壓(建議:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),當然12伏的電壓除12V恒

33、壓驅動外也可以采用其他驅動電源,不過要考慮溫升。4、轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。5、電機在較高速或大慣量負載時,一般不在工作速度起動,而采用逐漸升頻提速,一電機不失步,二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。6、高精度時,應通過機械減速、提高電機速度,或采用高細分數的驅動器來解決,也可以采用5相電機,不過其整個系統的價格較貴,生產廠家少,其被淘汰的說法是外行話。7、電機不應在振動區內工作,如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。8、電機在600PPS(度)以下工作,應采用小電流、大電感、低電壓來驅動。9、應遵循先選電機后選驅動的原則。原文縮略主要設計內容(一)總體方案的確定根

34、據設計任務確定系統的總體機械和控制系統方案:進行系統運動方式的確定,執行機構及傳動方案的確定,伺服電機類型及調速方案確定,計算機控制系統的選擇。進行方案的分析、比較和論證。系統運動方式與伺服系統采用連續控制系統??紤]到運動精度要求不高,為簡化結構,降低成本,宜采用步進電機開環伺服系統驅動。計算機系統采用MCS-51系列中的8031單片機擴展控制系統。MCS-51單片機的主要特點是集成度高,可靠性好,功能強,速度快,性價比高??刂葡到y由微機部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進功率放大電路等組成。系統的工作程序和控制命令通過鍵盤操作實現。顯示器采用數碼管顯示加工數據和工作狀態等信息。

35、XY工作臺的傳動方式為保證一定的傳動精度和平穩性以及結構的緊湊,采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙,采用有預加載荷的結構。由于工作臺的運動部件重量和工作載荷不大,故選用滾動直線導軌副,從而減小工作臺的摩擦系數,提高運動平穩性??紤]電機步距角和絲杠導程只能按標準選取,為達到分辨率的要求,以及考慮步進電機負載匹配,采用齒輪減速傳動。論文目錄目錄TOC o 1-5 h z一畢業設計的目的和意義2二畢業設計的題目及要求2三進度安排2四主要設計內容2總體方案的確定2機械部分設計3控制系統電路設計6系統控制系統軟件設計10參考文獻參考文獻:機電一體化系統設計張建民等編著高等教育出版社機電一體

36、化設計指導傅曉林編ProteI電路設計教程江思敏胡榮等編著高等教育出版社機械設計課程設計手冊吳宗澤羅圣國主編高等教育出版社微機原理及接口技術劉甘娜馬瑞芳馮剛主編西安交通大學出版社機械設計濮良貴紀名剛主編高等教育出版社單片機基礎李廣第編著北京航空航天大學出版社電路邱關源主編高等教育出版社步進電機和交流伺服電機比較選擇2007-01-2013:15步進電機是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異?,F就二者的使用性能作一比較。控制精度不同兩相混合式步進電機步距角一般為、,五相混合式步進電機步

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