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步进电机

什么是步进电机,步进电机是什么工作原理?plc可以控制步进电机转数吗

admin admin 发表于2022-09-21 21:28:11 浏览133 评论0

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什么是步进电机,步进电机是什么工作原理

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,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。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。

工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。

 当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。-步进电机

plc可以控制步进电机转数吗

这个问题首先答案是肯定的,PLC是可以控制步进电机的转数的,不过还是应该进一步说明一下。

常见的2相混合步进电机的初始相步角是1.8°,当它配合驱动器使用的实数就可以实现更多的细分,如下图是一个常见的拨码设置细分数的驱动器的说明图:

可以看到这个图片中的Pusle/rev就是在某种细分情况下电机旋转一圈需要的脉冲数量,比如细分为1就需要200个脉冲,上边我说步进角是1.8°,这样200个脉冲就是200x1.8°=360°,即赚了一圈,同样的细分为2的话,就需要400个脉冲才能让步进电机刚好转一圈。---所以,这里就说明了在特定的设定下,让步进电机转一圈的脉冲数量。也因此,如改图中如果设置的细分为1,那么PLC利用脉冲输出指令,输出200个脉冲即可以使电机转一圈,输出500个脉冲就可以使电机转2圈半。-步进电机

当然,每种PLC输出脉冲的指令有所不同,但是都有可以控制脉冲个数的指令。这样,PLC端负责发出脉冲个数,步进电机驱动器就负责将脉冲个数转化为步进电机的转动角度,最终实现对转动圈数的控制。

就说这么多了,希望能对你有点帮助,谢谢!

步进电机选型方法

步进电机有步距角(涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。

1、电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度(包括减速)。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度(三相电机)等。-步进电机

2、步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行时只要考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来(几何尺寸)。-步进电机

3、进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下: P=Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 其P为功率单位为瓦,Ω为每秒角速度,单位为弧度,n为每分钟转速,M为力矩单位为牛顿·米 P=2πfM/400(半步工作) 其中f为每秒脉冲数(简称PPS)。-步进电机

伺服电机与步进电机有哪些区别

要想区分,先得搞懂两种之间的区别。

先说工作原理:
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 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。 -步进电机

伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。-步进电机

区别1: 控制的方式不同
步进电机是通过控制脉冲的个数控制转动角度的,一个脉冲对应一个步距角。
伺服电机是通过控制脉冲时间的长短控制转动角度的。

区别2:所需的工作设备和工作流程不同
步进电机所需的供电电源(所需电压由驱动器参数给出),一个脉冲发生器(现在多半是用板块),一个步进电机,一个驱动器(驱动器设定步距角角度,如设定步距角为 0.45°,这时,给一个脉冲,电机走 0.45°);其工作流程为步进电机工作一般需要两个脉冲:信号脉冲和方向脉冲。
伺服电机所需的供电电源是一个开关(继电器开关或继电器板卡),一个伺服电机;其工作流程就是一个电源连接开关,再连接伺服电机。 -步进电机

区别3 : 低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。 -步进电机

区别4 :矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在 300~600r/min。

交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为 2000 或 3000 r/min)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

区别5: 过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。

交流伺服电机具有较强的过载能力。 以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额转矩的 3倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。 (步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转 矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象) -步进电机

区别6: 速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要 200~400ms。
交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA400W 交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速 3000 r/min。仅需几 ms,可用于要求快速启停的控制场合。-步进电机

说白了,极对数多,转速慢,控制角度的,动力线引脚多的都是步进电机,而且功率往往比较低。而精度高,速度快,可应用于速度,位置,力矩多场合控制的,动力线都是UVW三线,通常都是伺服电机。而且通常极对数不超过5级,功率从几十瓦到几十千瓦都有。-步进电机