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  • 伺服电机与步进电机的区别

    1.什么是步进电机?
      步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到
      一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以
      通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频
      率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
      2.步进电机分哪几种?
      步进电机分三种:永磁式(PM) ,反应式(VR)和混合式(HB)
      永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度 或15度;
      反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很
      大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它
      又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的
      应用最为广泛。
      3.什么是保持转矩(HOLDING TORQUE)?
      保持转矩(HOLDING TORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。
      它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电
      机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就
      成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明
      的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
      4.什么是DETENT TORQUE?
      DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。
      DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;
      由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。
      5.步进电机精度为多少?是否累积?
      一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
      6.步进电机的外表温度允许达到多少?
      步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此
      电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁
      点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90
      度完全正常。
      7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?
      当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动
      势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
      8.为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声?
      步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉
      冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情
      况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频
      率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
      9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?
      步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可采用以下方案来克服:
      A.如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;
      B.采用带有细分功能的驱动器,这是最常用的、最简便的方法;
      C.换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机;
      D.换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高;
      E.在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大。
      10.细分驱动器的细分数是否能代表精度?
      步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术(请参考有关文献),其主要目的是减
      弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对
      于步进角为1.8° 的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电机的
      运转分辨率为每个脉冲0.45°,电机的精度能否达到或接近0.45°,还取决于细分驱动器的
      细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度
      越难控制。
      11.四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别?
      四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可以采用串联接法或并联
      接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较的场合使用,此时需要的驱动器
      输出电流为电机相电流的0.7倍,因而电机发热小;并联接法一般在电机转速较高的场合使
      用(又称高速接法),所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍,因而电机发热较
      大。
      12.如何确定步进电机驱动器的直流供电电源?
      A.电压的确定
      混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围(比如IM483的供电
      电压为12~48VDC),电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作
      转速较高或响应要求较快,那么电压取值也高,但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最
      大输入电压,否则可能损坏驱动器。
      B.电流的确定
      供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源,电源电
      流一般可取I 的1.1~1.3倍;如果采用开关电源,电源电流一般可取I 的1.5~2.0倍。
      13.混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?
      当脱机信号FREE为低电平时,驱动器输出到电机的电流被切断,电机转子处于自由状态
      (脱机状态)。在有些自动化设备中,如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴
      (手动方式),就可以将FREE信号置低,使电机脱机,进行手动操作或调节。手动完成后,
      再将FREE信号置高,以继续自动控制。
      
      14.如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向?
      只需将电机与驱动器接线的A+和A-(或者B+和B-)对调即可。
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      关于驱动器的细分原理及一些相关说明(转载) 
      在国外,对于步进系统,主要采用二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。 
      但在国内,广大用户对“细分”还不是特别了解,有的只是认为,细分是为了提高精
      度,其实不然,细分主要是改善电机的运行性能,现说明如下:步进电机的细分控制是由驱
      动器精确控制步进电机的相电流来实现的,以二相电机为例,假如电机的额定相电流为3A,
      如果使用常规驱动器(如常用的恒流斩波方式)驱动该电机,电机每运行一步,其绕组内的
      电流将从0突变为3A或从3A突变到0,相电流的巨大变化,必然会引起电机运行的振动和噪
      音。如果使用细分驱动器,在10细分的状态下驱动该电机,电机每运行一微步,其绕组内的
      电流变化只有0.3A而不是3A,且电流是以正弦曲线规律变化,这样就大大的改善了电机的振
      动和噪音,因此,在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要精确控制电机的
      相电流,所以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求,成本亦会较高。注意,国内有一
      些驱动器采用“平滑”来取代细分,有的亦称为细分,但这不是真正的细分,望广大用户一
      定要分清两者的本质不同:
      1.“平滑”并不精确控制电机的相电流,只是把电流的变化率变缓一些,所以“平
      滑”并不产生微步,而细分的微步是可以用
      来精确定位的。
      2.电机的相电流被平滑后,会引起电机力矩的下降,而细分控制不但不会引起电机力矩的
      下降,相反,力矩会有所增加

  • 联轴器工作原理及用途

    1、联轴器功能
      用来把两轴联接在一起,机器运转时两轴不能分离,只有机器停车并将联接拆开后,两轴才能分离。
    2、联轴器的类型
      联轴器所联接的两轴,由于制造及安装误差,承载后的变形以及温度变化的影响等,会引起两轴相对位置的变化,往往不能保证严格的对中。根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力,即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等,联轴器可分为刚性联轴器,挠性联轴器和安全联轴器。联轴器的主要类型、特点及其在作用类别 在传动系统中的作用 备注 
    刚性联轴器  只能传递运动和转矩,不具备其他功能  包括凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等 
    挠性联轴器   无弹性元件的挠性联轴器,不仅能传递运动和转矩,而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能   包括齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器、滑块联轴器等 
      有弹性元件的挠性联轴器,能传递运动和转矩;具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能;还具有不同程度的减振、缓冲作用,改善传动系统的工作性能   包括各种非金属弹性元件挠性联轴器和金属弹性元件挠性联轴器,各种弹性联轴器的结构不同,差异较大,在传动系统中的作用亦不尽相同 
    安全联轴器   传递运动和转矩,过载安全保护。挠性安全联轴器还具有不同程度的补偿性能   包括销钉式、摩擦式、磁粉式、离心式、液压式等安全联轴器 

  • 变频器与电机的距离对系统的影响及防止

    1.在工业使用现场,变频器与电机安装的距离可以大致分为三种情况:源远距离、中距离和近距离。20m以内为近距离,20-100m为中距离,100m以上为远距离。  

        由于变频器输出的电压波形不是正弦,波形中含有大量的谐波成分,其中高次谐波会使变频器输出电流增大,造成电机绕组发热,产生振动和噪声,加速绝缘老化,还可能损坏电机;同时各种频率的谐波会向空间发射不同程序的无线电干扰,还可能导致其它设备误动作。因此,希望把变频器安放在被控电机的附近。但是,由于生产现场空间的限制,变频器和电机之间往往要有一定距离。如果变频器和电机之间为20m以内的近距离,可以直接与变频器连接;对于变频器和电机之间为20m到100m的中距离连接,需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰;而对变频器和电机之间为100m以上的远距离连接,不但要适度降低载波频率,还要加装输出交流电抗器。  

        2.在高度自动化的工厂里,可以在中心控制室监控所有的控制设备,变频器系统的信号也要送到中控室,变频器的位置若在中心控制,总控台与变频器之间,可以直接连接,通过0-5/10V的电压信号和一些开关量信号进行控制。但是,变频器的高频开关信号的电磁辐射对弱电控制信号会产生一些干扰,因此也不一定要美观整齐,把变频器放在中心控制室内。如果变频器与中心控制室距离远一点,可以采用4-20mA的电流信号和一些开关量作控制连接;如果距离更远,可以采用RS485串行通信方式来连接;若还要加长距离,可以利用通信中间继电器达到1km的距离;如果采用光纤连接器,可以达到23km之远。采用通信电缆连接,可以很方便地构成多及驱动控制系统,从而实现主/从和同步控制等要求。与目前流行的现场总线系统相连接将使数据变换速率大大提高。中心控制室与变频器机柜之间的距离的延长,有利于缩短变频器到电机之间的距离,以便用更加合理的布局改善系统性能。  

        总之安装变频器时,需要综合考虑中心控制室、变频器、电机三者之间的距离,尽量减少谐波的影响,提高控制的稳定性