1. 步进式电动机应用领域
步进电机优点
1.电机旋转的角度正比于脉冲数;2.电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);
3.由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;
4.优秀的起停和反转响应;
5.由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;
6.电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本;
7.仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。
8.由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。
步进电机缺陷
1.如果控制不当容易产生共振;2.难以运转到较高的转速。
3.难以获得较大的转矩
4.在体积重量方面没有优势,能源利用率低。
5.超过负载时会破坏同步,高速工作时会发出振动和噪声。
2. 步进电动机特点
步进电机的主要特点:
1、一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
2、步进电机外表允许的最高温度。
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。
3、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。
4、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,可能发生失步或堵转。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)。
步进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的领域得到应用。
步进电机的主要特性:
1、步进电机必须加驱动才可以运转,驱动信号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候,步进电机静止,如果加入适当的脉冲信号,就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。
2、三相步进电机的步进角度为7.5度,一圈360度,需要48个脉冲完成。
3、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。
4、改变脉冲的顺序,可以方便的改变转动的方向。
因此,打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。
3. 步进电动机有几种
步进电机线数:指的是从电机中引出线的条数。 步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。
4. 步进式电动机应用领域研究
表示步进电机的脉冲PUL和方向DIR信号。
接线的原则是形成一个回路,晶体管类型匹配。
dir+和pul+接d直流电源,一般是接5v,接24v要串接2k电阻。
dir-接方向,pul-接脉冲专。
ena+-悬空。
步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电动机驱动系统的性能,不但取决于步进电动机自身的性能,也取决于步进电动机驱动器的优劣。对步进电动机驱动器的研究几乎是与步进电动机的研究同步进行的。
5. 步进电动机主要用于
1. 电机旋转的角度正比于脉冲数;
2. 电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);
3. 由于每步的精度在3%-5%,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;
4. 优秀的起停和反转响应;
5. 由于没有电刷,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;
6. 电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本较低;
7. 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。
8. 由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围。1. 如果控制不当容易产生共振;
2. 难以运转到较高的转速。主要适用于:
第一、步进电机主要用于一些有定位要求的场合,例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度),基本上涉及到定位的场合都用得到;第二、广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域,特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合;第三、步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低;总的来说,步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,广泛应用于机电一体化产品中。
6. 步进电机应用范围
步进电机在整步或半步运行时,将较大的振动和噪声,步进电机的细分本质上是将整步或半步分成更多的步数来完成,即就本来一步完成的1.8°,可以分成几步完成,这样可以有效改善电机的振动,但随着电机控制技术的发展,采用DSP控制的数字式步进驱动系统,已实现了“纯正弦波”控制,已无细分的概念,细分更多的理解为电子齿轮比的设备,用来设定脉冲当量。
如英纳仕的EZM、EZS、EZN、DM等系列数字式步进驱动器,细分的设定主要用于脉冲当量的设定。7. 步进式电动机应用领域有哪些
步进电机的控制策略:
1、PID控制
PID控制作为一种简单而实用的控制方法,在步进电机驱动中获得了广泛的应用。它根据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成控制偏差e(t),将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。文献将集成位置传感器用于二相混合式步进电机中,以位置检测器和矢量控制为基础,设计出了一个可自动调节的PI速度控制器,此控制器在变工况的条件下能提供令人满意的瞬态特性。文献根据步进电机的数学模型,设计了步进电机的PID控制系统,采用PID控制算法得到控制量,从而控制电机向指定位置运动。最后,通过仿真验证了该控制具有较好的动态响应特性。采用PID控制器具有结构简单、鲁棒性强、可靠性高等优点,但是它无法有效应对系统中的不确定信息。
目前,PID控制更多的是与其他控制策略相结合,形成带有智能的新型复合控制。这种智能复合型控制具有自学习、自适应、自组织的能力,能够自动辨识被控过程参数,自动整定控制参数,适应被控过程参数的变化,同时又具有常规PID控制器的特点。
2、自适应控制
自适应控制是在20世纪50年代发展起来的自动控制领域的一个分支。它是随着控制对象的复杂化,当动态特性不可知或发生不可预测的变化时,为得到高性能的控制器而产生的。其主要优点是容易实现和自适应速度快,能有效地克服电机模型参数的缓慢变化所引起的影响,是输出信号跟踪参考信号。文献研究者根据步进电机的线性或近似线性模型推导出了全局稳定的自适应控制算法,这些控制算法都严重依赖于电机模型参数。文献将闭环反馈控制与自适应控制结合来检测转子的位置和速度,通过反馈和自适应处理,按照优化的升降运行曲线,自动地发出驱动的脉冲串,提高了电机的拖动力矩特性,同时使电机获得更精确的位置控制和较高较平稳的转速。
目前,很多学者将自适应控制与其他控制方法相结合,以解决单纯自适应控制的不足。文献设计的鲁棒自适应低速伺服控制器,确保了转动脉矩的最大化补偿及伺服系统低速高精度的跟踪控制性能。文献实现的自适应模糊PID控制器可以根据输入误差和误差变化率的变化,通过模糊推理在线调整PID参数,实现对步进电机的自适应控制,从而有效地提高系统的响应时间、计算精度和抗干扰性。
3、矢量控制
矢量控制是现代电机高性能控制的理论基础,可以改善电机的转矩控制性能。它通过磁场定向将定子电流分为励磁分量和转矩分量分别加以控制,从而获得良好的解耦特性,因此,矢量控制既需要控制定子电流的幅值,又需要控制电流的相位。由于步进电机不仅存在主电磁转矩,还有由于双凸结构产生的磁阻转矩,且内部磁场结构复杂,非线性较一般电机严重得多,所以它的矢量控制也较为复杂。文献[8]推导出了二相混合式步进电机d-q轴数学模型,以转子永磁磁链为定向坐标系,令直轴电流id=0,电动机电磁转矩与iq成正比,用PC机实现了矢量控制系统。系统中使用传感器检测电机的绕组电流和转自位置,用PWM方式控制电机绕组电流。文献推导出基于磁网络的二相混合式步进电机模型,给出了其矢量控制位置伺服系统的结构,采用神经网络模型参考自适应控制策略对系统中的不确定因素进行实时补偿,通过最大转矩/电流矢量控制实现电机的高效控制。
4、智能控制的应用
智能控制不依赖或不完全依赖控制对象的数学模型,只按实际效果进行控制,在控制中有能力考虑系统的不确定性和精确性,突破了传统控制必须基于数学模型的框架。目前,智能控制在步进电机系统中应用较为成熟的是模糊逻辑控制、神经网络和智能控制的集成。
4.1模糊控制
模糊控制就是在被控制对象的模糊模型的基础上,运用模糊控制器的近似推理等手段,实现系统控制的方法。作为一种直接模拟人类思维结果的控制方式,模糊控制已广泛应用于工业控制领域。与常规控制相比,模糊控制无须精确的数学模型,具有较强的鲁棒性、自适应性,因此适用于非线性、时变、时滞系统的控制。文献[16]给出了模糊控制在二相混合式步进电机速度控制中应用实例。系统为超前角控制,设计无需数学模型,速度响应时间短。
4.2神经网络控制
神经网络是利用大量的神经元按一定的拓扑结构和学习调整的方法。它可以充分逼近任意复杂的非线性系统,能够学习和自适应未知或不确定的系统,具有很强的鲁棒性和容错性,因而在步进电机系统中得到了广泛的应用。文献将神经网络用于实现步进电机最佳细分电流,在学习中使用Bayes正则化算法,使用权值调整技术避免多层前向神经网络陷入局部极小点,有效解决了等步距角细分问题。
8. 步进电动机的种类
三菱PLC是说有PLC中最有特色的,步进指令分为:状态步,活动步,转移步。步进指令有单循环,和循环程序比如:有4个电机,分别从1号电机启动间隔3秒,2号电机启动一直到4号电机启动。这叫单个循环。循环程序比如:4个电机分别间隔3秒启动到最后4号电机启动时运行5秒钟,开始从4号电机开始关闭,间隔5秒,说有的电机关闭之后,又重新启动电机,关闭电机,如此循环直到按下停止按钮
9. 步进电机应用行业
步进驱动系统其实也是一种伺服系统,只是控制方式是开环控制,不像交流伺服是闭环控制,存在可能丢步,但主要在选择步进电机时,做好电机选型,在实际设备运行中不会发生丢步,但步进驱动系统的成本非常低,只有伺服系统的1/4~1/3。
而且步进电机控制方案也得到非常快的发展,如INAS的EZS系列产品也采用闭环控制,高速性能得到大幅改进,而且在停机时无伺服的整定问题。
10. 步进电机的应用领域
你好,可以用到步进电机得有,点胶机、烫金机、数控车床、机械手、机器人、返修台、贴标机、激光切割机、SMT设备、医疗设备等等 太多了


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