德國SEW電機的特性以及如何選型步進電機

    德國SEW電機的特性以及如何選型步進電機
    德國SEW電機是這種操縱電動機，不應(yīng)用意見反饋控制回路，就能開展速率操縱及精準定位操縱，即說白了的電動機開環(huán)操縱。其運用關(guān)鍵以解決辦公室業(yè)務(wù)水平較強的OA設(shè)備和 FA設(shè)備為關(guān)鍵，并運用于醫(yī)療機械、計量檢定儀器設(shè)備、小車、游樂設(shè)備租賃等。就總數(shù)而言，0A設(shè)備層面的運用約占步進電機應(yīng)用數(shù)量的75%。
    一、德國SEW電機原理
    德國SEW電機是利用電磁鐵原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來1個電火花，電動機旋轉(zhuǎn)1個視角，推動機械設(shè)備中移動三小段距離。
    二、分類
    德國SEW電機有各種各樣歸類方法，如用工作電壓類型歸類時，有AC驅(qū)動器與DC驅(qū) 動;用轉(zhuǎn)動速度開關(guān)電源頻率關(guān)聯(lián)歸類時，則有同步電機和異步電機。是步進電機在小型發(fā)電機組系列產(chǎn)品中的部位關(guān)聯(lián)。所知，步進電機歸屬于DC驅(qū)動器的同步電機，但沒法立即用DC或AC開關(guān)電源來驅(qū)動器，必須配置控制器能夠應(yīng)用。所以步進電機的運行需要驅(qū)動電路。此點與無刷DC電機相同，無刷DC電機要使用驅(qū)動電路，驅(qū)動電路將電機定子與DC電源連接在一起工作。
    三、步進電機特性
    德國SEW電機的基礎(chǔ)特點包含電動機靜態(tài)數(shù)據(jù)特點、持續(xù)健身運動特點(動態(tài)性特點)、電動機起動特點和電動機制動系統(tǒng)特點(暫態(tài)特點)。下面分別作介紹：
    1、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩特性
    步進電機的電磁線圈通交流電時，帶負荷電機轉(zhuǎn)子的電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)距(與負荷轉(zhuǎn)距均衡而造成的修復(fù)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)距稱之為靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)距或靜止不動轉(zhuǎn)距)與電機轉(zhuǎn)子輸出功率角的關(guān)聯(lián)稱之為視角-靜止不動轉(zhuǎn)距特點，這就是說電動機的靜態(tài)數(shù)據(jù)特點。
    因為轉(zhuǎn)子為永磁體，產(chǎn)生的氣隙磁密為正弦分布，所以理論上靜止轉(zhuǎn)矩曲線為正弦波。此視角-靜止不動轉(zhuǎn)距特點為步進電機造成電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)距工作能力的關(guān)鍵指標值，較大轉(zhuǎn)距越大越高，轉(zhuǎn)距波型越貼近正弦越高。事實上磁極下存有齒槽轉(zhuǎn)距，使生成轉(zhuǎn)距產(chǎn)生崎變，如單相電機的齒槽轉(zhuǎn)距為靜止不動轉(zhuǎn)距視角周期時間的4倍諧波，加進正弦的靜止不動轉(zhuǎn)距上，則轉(zhuǎn)距為：
    在其中TL與TM各表達負荷轉(zhuǎn)距和較大靜止不動轉(zhuǎn)距(或稱掌權(quán)轉(zhuǎn)距)，相對性應(yīng)的輸出功率夾角θL和θM，此位移角的轉(zhuǎn)變決策了步進電機部位精密度。根據(jù)上式得到：
    PM型永磁步進電機和HB混合式步進電機的步距角θs在前邊的課程內(nèi)容中講過即：θs=180°/PNr，視角改成機械設(shè)備視角(傾斜度)，則變?yōu)橄率剑?br />    上式Nr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)或極對數(shù)，所以兩相電機θM=θs。
    步進電機只能夠由數(shù)字信號控制運行的，當脈沖提供給驅(qū)動器時，在過于短的時間里，控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)太多，也就是脈沖頻率過高，將導(dǎo)致步進電機堵轉(zhuǎn)。要解決這個問題，必須采用加減速的辦法。就是說，在步進電機起步時，要給逐漸升高的脈沖頻率，減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。
    德國SEW電機轉(zhuǎn)速度，是根據(jù)輸入的脈沖信號的變化來改變的。從理論上講，給驅(qū)動器一個脈沖，步進電機就旋轉(zhuǎn)一個步距角(細分時為一個細分步距角)。實際上，如果脈沖信號變化太快，步進電機由于內(nèi)部的反向電動勢的阻尼作用，轉(zhuǎn)子與定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號的變化，將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。所以步進電機在高速啟動時，需要采用脈沖頻率升速的方法，在停止時也要有降速過程，以保證實現(xiàn)步進電機精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。下面就加速實例加以說明：
    加速過程，是由基礎(chǔ)頻率(低于步進電機的直接起動最高頻率)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(降速過程反之)。跳變頻率是指步進電機在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率，此頻率不能太大，否則會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。加減速曲線一般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線，當然也可采用直線或正弦曲線等。使用單片機或者PLC，都能夠?qū)崿F(xiàn)加減速控制。對于不同負載、不同轉(zhuǎn)速，需要選擇合適的基礎(chǔ)頻率與跳變頻率，才能夠達到最佳控制效果。指數(shù)曲線，在軟件編程中，先算好時間常數(shù)存貯在計算機存貯器內(nèi)，工作時指向選取。通常，完成步進電機的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間，對絕大多數(shù)步進電機來說，很難實現(xiàn)步進電機的高速旋轉(zhuǎn)。
    德國SEW電機突然停機不一定是堵轉(zhuǎn)，電機都有最高轉(zhuǎn)速的，步進電機也是，當轉(zhuǎn)速超過步進電機的最高轉(zhuǎn)速，步進電機就會突然停止。
    1）核算負載的力矩，參考步進電機距頻圖看看在對應(yīng)速度下步進電機是不是有足夠扭矩能力帶動負載，可以換個在對應(yīng)工作速度下扭矩大的步進電機來對比測試。
    2）步進電機的啟動階段就像開手動波的汽車，需要逐步上檔而提速，加減速不充分，會導(dǎo)致失步。
    德國SEW電機一般建議負載的轉(zhuǎn)動慣量不要大于步進電機轉(zhuǎn)動慣量的10倍，不然加減速過程會比較漫長。
    3）德國SEW電機啟動瞬間我們會測試到額定電流1.6倍左右的電流，如果電源功率不夠，會讓電機里面的電流過低，從而帶不動負載。建議一般電源留30%以上余量。
    4）德國SEW電機需要快速啟動或者高速運行，需要驅(qū)動電壓比較高，工作電流設(shè)定值足夠大，否則也容易失步。
    5）換個型號的驅(qū)動器對比看看是不是信號收到干擾，或者看看控制A電機運動，是不是B電機有動作，看看電機是不是收到信號干擾。
    6）共振的時候，步進電機及其系統(tǒng)有明顯的噪聲和震動，速度上升或者下降一定范圍，有關(guān)現(xiàn)象會明顯減輕或者消失，基本可以判斷是共振問題。
    選擇合適參數(shù)的步進電機，改善驅(qū)動器性能或者用減震墊等物理方式來減振。
    7）如果是步進電機驅(qū)動器和控制器的信號不匹配，現(xiàn)象是隨著時間的推移，位置的偏移量會很均勻地增加。