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上海楓信傳動機械有限公司是一家以工業(yè)自動化為主營,融科、工、貿(mào)于一體,是國內(nèi)規(guī)模較大的傳動類產(chǎn)品分銷商及工業(yè)自動化代理商。
公司致力于建設(shè)以人為本、誠信創(chuàng)新為核心內(nèi)容的企業(yè)文化。公司堅守“克服本性,要增長;創(chuàng)造財富,要成就”經(jīng)營理念,要求員工養(yǎng)成“勤奮、認(rèn)真、好學(xué)、節(jié)約、協(xié)作、堅持”人生快樂六大好習(xí)慣。企業(yè)秉承“為客戶創(chuàng)造價值、為企業(yè)創(chuàng)造意愿、為員工創(chuàng)造機會、為社會創(chuàng)造效益”的歷史使命,為把每一項工作都做到精益求精.
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正因為步進(jìn)電機的廣泛應(yīng)用,對步進(jìn)電機的控制的研究也越來越多,在啟動或加速時如果步進(jìn)脈沖變化太快,轉(zhuǎn)子由于慣性而跟隨不上電信號的變化,產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)或失步在停止或減速時由于同樣原因則可能產(chǎn)生超步。為防止堵轉(zhuǎn)、失步和超步,提高工作頻率,要對步進(jìn)電機進(jìn)行升降速控制。
步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比,而且在時間上與脈沖同步。因而在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運行拍數(shù)一定的情況下,只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進(jìn)電機是借助它的同步力矩而啟動的,為了不發(fā)生失步,啟動頻率是不高的。特別是隨著功率的增加,轉(zhuǎn)子直徑增大,慣量增大,啟動頻率和最高運行頻率可能相差十倍之多。[1]
步進(jìn)電機的起動頻率特性使步進(jìn)電機啟動時不能直接達(dá)到運行頻率,而要有一個啟動過程,即從一個低的轉(zhuǎn)速逐漸升速到運行轉(zhuǎn)速。停止時運行頻率不能立即降為零,而要有一個高速逐漸降速到零的過程。
步進(jìn)電機的輸出力矩隨著脈沖頻率的上升而下降,啟動頻率越高,啟動力矩就越小,帶動負(fù)載的能力越差,啟動時會造成失步,而在停止時又會發(fā)生過沖。要使步進(jìn)電機快速的達(dá)到所要求的速度又不失步或過沖,其關(guān)鍵在于使加速過程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個運行頻率下步進(jìn)電機所提供的力矩,又不能超過這個力矩。因此,步進(jìn)電機的運行一般要經(jīng)過加速、勻速、減速三個階段,要求加減速過程時間盡量的短,恒速時間盡量長。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中,從起點到終點運行的時間要求最短,這就必須要求加速、減速的過程最短,而恒速時的速度最高。
國內(nèi)外的科技工作者對步進(jìn)電機的速度控制技術(shù)進(jìn)行了大量的研究,建立了多種加減速控制數(shù)學(xué)模型,如指數(shù)模型、線性模型等,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了多種控制電路,改善了步進(jìn)電機的運動特性,推廣了步進(jìn)電機的應(yīng)用范圍指數(shù)加減速考慮了步進(jìn)電機固有的矩頻特性,既能保證步進(jìn)電機在運動中不失步,又充分發(fā)揮了電機的固有特性,縮短了升降速時間。
1、步距角精度:步進(jìn)電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示:誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同,四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi), 八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。
2、失步:步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù),不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。
3、失調(diào)角:轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度,電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角,由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差,采用細(xì)分驅(qū)動是不能解決的。
4、最大空載起動頻率:電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下,在不加負(fù)載的情況下,能夠直接起動的最大頻率。
5、最大空載的運行頻率:步進(jìn)電機在某種驅(qū)動形式,電壓及額定電流下,電機不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。
6、運行矩頻特性:電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性,這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的,也是電機選擇的根本依據(jù)。
其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。 電機一旦選定,電機的靜力矩確定,而動態(tài)力矩卻不然,電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流(而非靜態(tài)電流),平均電流越大,電機輸出力矩越大,即電機的頻率特性越硬。要使平均電流大,盡可能提高驅(qū)動電壓,采用小電感大電流的電機。
7、電機的共振點:步進(jìn)電機均有固定的共振區(qū)域,二、四相感應(yīng)子式的共振區(qū)一般在180-250pps之間(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角為0.9度),電機驅(qū)動電壓越高,電機電流越大,負(fù)載越輕,電機體積越小,則共振區(qū)向上偏移,反之亦然,為使電機輸出電矩大,不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低,一般工作點均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。
8、電機正反轉(zhuǎn)控制:當(dāng)電機繞組通電時序為AB-BC-CD-DA或()時為正轉(zhuǎn),通電時序為DA-CD-BC-AB或()時為反轉(zhuǎn)。
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