目录

  • 1 电气伺服控制技术概述
    • 1.1 第一课时 电气伺服控制系统原理、组成
    • 1.2 第二课时 伺服系统分类
    • 1.3 第三课时 电气伺服控制技术的基本要求
    • 1.4 第四课时 电气伺服控制技术的发展趋势
  • 2 步进电机伺服控制技术及应用
    • 2.1 第一课时 步进电机工作原理
    • 2.2 第二课时 步进电机的主要参数
    • 2.3 第三课时 步进电机驱动装置
    • 2.4 第四课时 步进电机的选型与计算
    • 2.5 第五课时 基于单片机的步进电机控制系统
    • 2.6 第六课时 基于PLC的步进电机控制系统
    • 2.7 第七课时 应用实例:机械手的控制
    • 2.8 第八课时 步进电机的故障分析
  • 3 直流伺服控制技术
    • 3.1 第一课时 直流伺服电机概述
    • 3.2 第二课时 直流伺服电机的驱动与控制
  • 4 交流伺服控制技术及应用
    • 4.1 第一课时 交流伺服控制技术概述
    • 4.2 第二课时 交流伺服电机的结构
    • 4.3 第三课时 编码器简介
    • 4.4 第四课时 伺服系统的工作模式
    • 4.5 第五课时 伺服驱动器的工作原理
    • 4.6 第六课时 伺服系统的接线
    • 4.7 第七课时 伺服放大器内部接线图
    • 4.8 第八课时 伺服系统的基本参数
    • 4.9 第九课时 伺服系统的扩展参数(1)
    • 4.10 第十课时 伺服系统的扩展参数(2)
    • 4.11 第十一课时 伺服控制系统的设计步骤
    • 4.12 第十二课时 应用案例一:伺服电机多段速运行
    • 4.13 第十三课时 应用案例二:工作台往复运动控制
    • 4.14 第十四课时 应用案例三:收卷系统控制
  • 5 电气伺服控制系统综合设计
    • 5.1 第一课时 分析评估控制任务
    • 5.2 第二课时 硬件系统设计:选型、接线
    • 5.3 第三课时 软件设计:参数、程序
    • 5.4 第四课时 系统调试
第二课时 步进电机的主要参数
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步进电机的静态指标术语

(1)相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。

(2)拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。

(3)步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度/(转子齿数*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。

(4)定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)

(5)静转矩:电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。 虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关,但过分采用减小气隙,增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。

动态指标及术语:

(1)步距角精度: 步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示:误差/步距角*100%。不同运行拍数其值不同,四拍运行时应在5%之内,八拍运行时应在15%以内。

(2)失步: 电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。称之为失步。

(3)失调角: 转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度,电机运转必存在失调角,由失调角产生的误差,采用细分驱动是不能解决的。

(4)最大空载起动频率: 电机在某种驱动形式、电压及额定电流下,在不加负载的情况下,能够直接起动的最大频率。

(5)最大空载的运行频率: 电机在某种驱动形式,电压及额定电流下,电机不带负载的最高转速频率。

(6)运行矩频特性: 电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性,这是电机诸多动态曲线中最重要的,也是电机选择的根本依据。 

(7)电机的共振点:步进电机均有固定的共振区域,二、四相感应子式的共振区一般在180-250pps之间(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角为0.9度),电机驱动电压越高,电机电流越大,负载越轻,电机体积越小,则共振区向上偏移,反之亦然,为使电机输出电矩大,不失步和整个系统的噪音降低,一般工作点均应偏移共振区较多。