9分鐘講透步進電機4大參數：步距角、轉矩、慣量及轉速

本節課主要講解步進電機的參數 首先來看這張圖片 這是我從雷塞步進電機樣冊裏截取的圖片 這是一個兩向直流的步進電機 基座號42 步進腳呢 1.8度 那什麼是基座號呢 因爲步進電機 它有一個特性叫矩平特性 上節課講過 在這裏有圖像的 這是步進電機的矩平特性曲線 豎軸是電機輸出扭矩 橫軸呢 電機輸出的轉速 那麼隨着轉速的增大 電機輸出的扭矩呢 在降低這個曲線 不是一個平穩的曲線啊 因爲這個特性導致呢 步進電機 它在工作運動時是沒有一個穩定的輸出功率的 所以說我們一般形容步進電機規格 不是用功率 而是用電機它正方形的法蘭的安裝尺寸呢 來作爲電機它的規格 在上方有講到過 20的28的 這個35的42的5760還有86的 常用的是4257還有86 對吧 那剛剛我們所看到的這臺就是42的 對不對 這就是這個機座號 那什麼是佈局角呢 這是一個兩向的步進電機 佈局角1.8度 對吧 指的是我給電機一個脈衝 電機旋轉的角度 如果說是三向的 那佈局角1.2度 五向的呢 0.72度 而佈局角它是衡量步進電機精密能力的一個指標 其實和這個伺服電機它的分辨率差不多 就指的是呢 電機最小的運轉的一個單元 在我們具體選用時呢 需要確定啊 這個佈局角是否能夠滿足工況需求 那舉個例子啊 假設這裏有一臺步進電機 帶動滾珠絲桿旋轉 那我給電機一個脈衝 它旋轉1.8度 同時呢 絲桿上方的輪母座往前運動一定的距離 這個距離很小的 那麼這個距離能否滿足工況需求 我們在選行時要注意 好吧 好 那麼這個佈局角 它跟脈衝頻率跟這個轉速是有點關係的 我記得之前也有聊過這個內容啊 來看這裏1.8度就是佈局角 F脈衝頻率 N呢 電機輸出的轉速 那你想佈局角越小 這個控制精度會越準確 同時呢 如果佈局角一定啊 脈衝頻率越大 轉速會越高 對吧 脈衝頻率如果說一定 佈局角越大 轉速也會越高 所以說三者之間呢 是有一個制約的這麼一個關係的啊 在我們實際的選用佈景電機時要注意啊 應該看工況是側重於精度 還是側重於什麼呀 速度啊 而如果說對於精度沒有很高的需求 比如說這裏有一臺配帶輸送機 對吧 對精度就沒有要求 那我們一般選擇的是成本比較低的 這個兩項佈景電機 如果說對於精度有要求的時候呢 我們可以選擇這種五項的 當然成本會高一些啊 好 這是佈局角 那麼說到佈局角的話呢 有點不得不提一下 就是這個氣氛驅動 像剛剛我們看到的是兩項佈景電機 佈局角1.8度 這個1.8度他指的是什麼 他指的是整部 如果說是半部驅動呢 那佈局角相當於說變成了0.9度 那麼再進行這個氣氛 4級氣氛 那佈局角相當於說變成了0.45度 對不對 還有這個可以進行16級氣氛的 那佈局角能夠達到0.1125度 這個精度還是不錯的 對吧 但是有點要注意啊 雖然說通過這個氣氛驅動能夠幫助電機呢 這個減緩震動 並且呢 能夠定位的更準確 但是不是說氣氛的越小就越好 氣氛的越小會導致這個運轉速度下降 同時呢 會導致程序運算變得很緩慢 這個也準確考慮 好吧 還有點要說啊 這裏佈局角是1.8度 對不對 那按照正常的邏輯 就是我給他一個脈衝 他能旋轉1.8度 但是到底能不能旋轉1.8度呢 看電機他本身的生產質量啊 如果說生產質量好 有誤差 但是誤差很小 如果生產質量差呢 誤差就會大一些 這個範圍一般是佈局角的3%到5%左右 這個大家也留意一下 好吧 好 這就是佈局角 不多講 再說這個保持轉矩 我看這裏我給的什麼圖像啊 也是矩平特性的一個曲線啊 我們先看上方的這個圖片 這裏有靜力矩 有些樣冊 他就是用靜力矩來表示 有些樣冊呢 用保持轉矩來表示 兩者是一個意思啊 他指的是什麼呢 就是不進電機 我給他通電 但是他不轉 他沒有轉動的時候 電機的電子鎖住轉子的這麼一個轉矩 一般情況下啊 我們看這個圖像 當電機轉速很低的時候啊 此時電機他輸出的扭矩就接近於保持轉矩 或者我們叫他靜力矩 那這裏應該是多少啊 0.21的樣子 對不對 而且從圖像中我們能看出 隨着轉速的增大 電機的輸出扭矩是在降低的 對吧 同時呢 輸出功率也是隨着速度的增大變化的 所以說這個保持轉矩啊 或者我們叫靜力矩 它是衡量不進電機最重要的參數之一 比如說有些時候啊 我們提到這個2.3牛米的不進電機 他指的就是保持轉矩爲2.3牛米的不進電機 好吧 這裏咱們也不多說啊 這是保持轉矩 好 那麼什麼是啓動轉矩呢 就是說不進電機在啓動時啊 瞬時產生的這麼一個轉矩 那麼還是看這個圖像 如果一開始啊 啓動頻率過高 或者說負載比較重 會出什麼問題啊 你看啓動頻率過高 此時電機它的輸出扭矩是比較小的嘛 在這個位置 就會出現這種丟步的問題 甚至是無法啓動 對吧 所以說大家也要留意這個啊 像通常情況下呢 這種單向的電機啊 它啓動轉矩是額定轉矩的百分之六七十的樣子 如果說是三項的 那麼啓動轉矩一般是額定的兩倍左右 好吧 好 那我們再看下一個最大同步轉速 這個沒什麼可講的啊 它指的是能夠達到最大轉矩時 電機它輸出的這一個轉速 這個不多講啊 好 再看比較重要的轉子慣量 在這裏有提到 它叫轉動慣量 說的更準確一些 應該是轉子轉動慣量 電機中間有轉子嘛 旋轉所產生的慣性量值 我們叫它電機轉動慣量啊 那麼這個量有什麼用 在我們選擇電機時 在進行慣量匹配時會用到 就是我們要用整個機構運動所產生的總慣量呢 去跟電機轉子慣量對比 爲什麼對比呀 你想如果總慣量很大 而電機轉子慣量很小 相當於小馬拉大車嘛 對不對 那這樣使用 第一輕度不高 小馬拉大車就談不上什麼精度了 第二呢 顯示節比較慢 我想讓這個機構動起來 它不可能說馬上動起來 需要一定的緩衝時間 第三點就是電機的壽命可能就沒那麼長了 電源的時間就壞掉了 所以說爲了讓電機更加安全可靠的使用 我們要縮小這個比值這樣的差距 一般如果要求對於響時間 對精度要求比較高 那麼比值應該控制在10以內 如果說要求一般呢 控制在30以內 但是大約30絕對是不行的 那麼這個總觀點是通過詳細的計算 得出的數值 通過詳細的計算得出的數值 而這個電機轉子慣量是我們在選電機時呢 需要挑選的 這個和選性有關 是我們在選用時非常重要的一個參數 好吧 好 那今天啊 關於呢 步進電機的參數 聊這麼多 好吧 今天啊 講到這兒 我是雲飛老師 咱們下節課 再見啊