【拉力機科普】電子拉力機步進電機知識詳細(xì)介紹

電機是電子式拉力機的動力裝置，也是拉力機中的核心裝置，普通的單柱小力值拉力機基本上選用的都是步進電機作為驅(qū)動，很多文章在介紹拉力機的核心配置時都會強調(diào)一下電機的選型，很多廠家都很避諱步進電機，覺得這是低配的標(biāo)志，其實不然，單柱的拉力機力值一般都在1-500kg之間，這類的小力值機器其實步進電機來驅(qū)動已經(jīng)綽綽有余了，所以，適合的才是好的。

下面【科準(zhǔn)測控】小編給大家進一步介紹一下什么是電子拉力機步進電機？，步進電機有哪些分類？步進電機常見的問題及解決方法讓大家對步進電機有更深入的了解。

                 步進電機

1. 什么是電子拉力機步進電機

步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

步進電機結(jié)構(gòu)圖

2. 步進電機分哪幾種

步進電機分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應(yīng)用尤為廣泛。

3.什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE）

保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE）是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進電機。

4.什么是DETENTTORQUE? DETENTTORQUE

是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENTTORQUE在國內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有DETENTTORQUE。

5. 步進電機精度為多少？是否累積?

一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。

6. 步進電機的外表溫度允許達(dá)到多少

步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度*正常。

7. 為什么步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降

當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

8. 為什么步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲

步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。

9. 如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲

步進電機低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：

A.如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)；

B. 采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是zui常用的、zui簡便的方法；

C. 換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；

D. 換成交流伺服電機，幾乎可以*克服震動和噪聲，但成本較高；

E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機械結(jié)構(gòu)改變較大。

10. 細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度

步進電機的細(xì)分技術(shù)實質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻(xiàn)），其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能。比如對于步進角為1.8°的兩相混合式步進電機，如果細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4，那么電機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45°，電機的精度能否達(dá)到或接近0.45°，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大；細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。

11. 四相混合式步進電機與驅(qū)動器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別

四相混合式步進電機一般由兩相驅(qū)動器來驅(qū)動，因此，連接時可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián)接法將四相電機接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機轉(zhuǎn)速較的場合使用，此時需要的驅(qū)動器輸出電流為電機相電流的0.7倍，因而電機發(fā)熱?。徊⒙?lián)接法一般在電機轉(zhuǎn)速較高的場合使用（又稱高速接法），所需要的驅(qū)動器輸出電流為電機相電流的1.4倍，因而電機發(fā)熱較大。

12. 如何確定步進電機驅(qū)動器的直流供電電源

A. 電壓的確定混合式步進電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如IM483的供電電壓為12～ 48VDC），電源電壓通常根據(jù)電機的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快，那么電壓取值也高，

但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū)動器。

B.電流的確定供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I的1.1～1.3 倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取I的1.5～2.0倍。

13. 混合式步進電機驅(qū)動器的脫機信號FREE一般在什么情況下使用

當(dāng)脫機信號FREE為低電平時，驅(qū)動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。在有些自動化設(shè)備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機軸（手動方式），就可以將FREE信號置低，使電機脫機，進行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成后，再將FREE信號置高，以繼續(xù)自動控制。

14. 如果用簡單的方法調(diào)整兩相步進電機通電后的轉(zhuǎn)動方向?

只需將電機與驅(qū)動器接線的A和A-（或者B和B-）對調(diào)即可。

以上就是【科準(zhǔn)測控】小編對電子拉力機步進電機工作原理、電子拉力機步進電機分類、以及常見問題的具體介紹了，希望對大家有所幫助。科準(zhǔn)技術(shù)團隊整理了更多試驗機相關(guān)的知識，例如：步進電機驅(qū)動器、步進電機控制器、步進電機接線圖等，如果你也想了解，可以直接聯(lián)系【科準(zhǔn)測控】獲取資料。