三,步进电机的特点
〈1〉 旋转的角度和输入的脉冲成正比,因此用开回路控制即可达成高精确角度及高精度定位的要求。
〈2〉 启动、停止、正反转的应答性良好,控制容易。
〈3〉 每一步级的角度误差小,而且没有累积误差。
〈4〉 在可控制的范围内,转 速和脉冲的频率成正比,所以变速范围非常广。
〈5〉 静止时,步进电机有很高的保持转距(holding torque),可保持在停止的位置,不需使用煞车器即不会自由转动。
〈6〉 在超低速有很高的转距。
〈7〉 可靠性高,不需保养,整各系统的价格低廉。
〈8〉 高速运转时容易失步
〈9〉 在某一频率容易产生振动或共振现象
四,选择步进电机的参数
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。