步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動機(jī)。每輸入一個脈沖信號,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一個角度或前進(jìn)一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。
步進(jìn)電機(jī)工作原理
當(dāng)電流流過定子繞組時,定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度,使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖,電動機(jī)轉(zhuǎn)動一個角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序,電機(jī)就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。
通常見到的各類電機(jī),內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻,通電會產(chǎn)生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方成正比,這就是我們常說的銅損,如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波,還會產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應(yīng),在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗,其大小與材料,電流,頻率,電壓有關(guān),這叫鐵損。
銅損和鐵損都會以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來,從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較低,電流一般比較大,且諧波成分高,電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化,因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況,且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。
步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別是什么?
步進(jìn)電機(jī)有沒有編碼器
步進(jìn)電機(jī)沒有編碼器 如果你想在步進(jìn)電機(jī)上加編碼器可以步進(jìn)電機(jī)雙軸伸,在后面軸上面加編碼器。
步進(jìn)電機(jī)是執(zhí)行原件,編碼器屬于反饋系統(tǒng),編碼器配合步進(jìn)電機(jī)使用,用PLC控制其運(yùn)行。按照原理來講是PLC發(fā)送脈沖指令給步進(jìn)驅(qū)動器,驅(qū)動器給步進(jìn)電機(jī)提供相應(yīng)電流使其運(yùn)行,當(dāng)編碼器檢測到步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行到需要到達(dá)的位置的時候會反饋信號給PLC,PLC安裝反饋的信號停止發(fā)送脈沖信號給步進(jìn)驅(qū)動器,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)沒有了電動原提供電流當(dāng)然也會立刻停止運(yùn)行。(伺服電機(jī)就是此種裝置),其實編碼器會不停的反饋當(dāng)前位置給PLC,PLC根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。
當(dāng)然會不會停穩(wěn),停止后是不是自己想要的位置,這個要看電機(jī)有無制動裝置?當(dāng)然低速運(yùn)行的話,一般進(jìn)給精度都能滿足。
還有一種就是提前計算好步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給需要的脈沖數(shù),然后用PLC編程,運(yùn)行這么多脈沖數(shù),步進(jìn)電機(jī)停止,編碼器反饋此時電機(jī)位置,形成半閉環(huán)控制。另外的高速定位,PLC程序里面就可以設(shè)置快到位置的時候電機(jī)進(jìn)行減速進(jìn)給,可滿足定位精度。
步進(jìn)電機(jī)如何加編碼器
步進(jìn)電機(jī)加編碼有點雞肋,就是浪費資源;因為步進(jìn)電機(jī)沒法實時響應(yīng),必須有一個加速減速過程;
例:用帶諧波減速器的東方步進(jìn)馬達(dá),減速比100:1 步距角:0.0072°,想加個編碼器來防止丟步等等,以下是方法:
答:原則上也可以在絲杠的一頭裝電機(jī),另一頭裝編碼器。不過這樣會受到減速機(jī)精度的影響,可能出現(xiàn)對丟步的誤判。加編碼器最好是雙出軸的電機(jī),電機(jī)后端加編碼器,伺服電機(jī)都是這樣做的,除非你是特殊使用或是條件限制(沒有雙出軸)。一般是加工2500線的就可以,線數(shù)太高也是浪費。
另外編碼器的分辨率與你的步進(jìn)電機(jī)的分辨率大致相同就好。如果驅(qū)動器上細(xì)分很高,而又只想檢測是不是丟步了,編碼器的分辨率只要與細(xì)分前的分辨率一致或略高就可以了。
步進(jìn)電機(jī)加編碼器的意義
步進(jìn)電機(jī)雖然是可以精確控制的器件,但是是開環(huán)的,需要加裝編碼器以實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制;并可測得步進(jìn)電機(jī)失步和旋轉(zhuǎn)或移動速度,以用于動態(tài)速度控制。對于這種說法,小編覺得第一點開環(huán)控制需要編碼器實現(xiàn)閉環(huán)反饋還算是可以理解,因為小編自己在使用中,偶爾也會因為步進(jìn)電機(jī)的線連接不好,而導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)并未能正常工作。對于第二點步進(jìn)電機(jī)的速度控制就覺得不是很有必要,因為通過控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速了,實在不覺得有必要再使用外部反饋。