欢迎使用得胜雕刻机

大海作坊 DIY  CNC  BBS USBCNC  MACH3

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 19884|回复: 27

教你如何挑选合适的步进电机和驱动器(转5IMX)

[复制链接]
发表于 2011-7-31 07:15:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
做雕刻机 入门者一定要看  
文章来自5IMX

教你如何挑选合适的步进电机和驱动器
原文来自5IMX网  作者:flosc
接触cnc也就1年多的时间,这段时间机架做的不怎样,不过电控到是尝试过不少.开始走了不少弯路,也花了不少冤枉钱!在这和大家分享一点我的个人经验.能给新手一点帮助就满意了.有错误之处还请老鸟们指正!

第一部分:入门篇
  
1、步进电机
     先说说步进电机的尺寸。57、60、86还有110等说得是电机的直径(圆形电
机。方形的一般指宽度,单位是mm)。在宽度确定了之后,下面要确定的尺寸就
是长度了。57和60的一般在40-100mm之间,86的在60-130之间,110的有200mm以上的。当然这些长度是我见过比较多的,其他长度的肯定也有。一般尺寸越大的电机其扭矩也越大。
     说到形状,有人说圆形的电机无力,方形的有力。我觉得这种说法并不完全
是正确的。它是需要加一些限制条件的。在我接触的电机中,一般较早的东方电机使用圆形的较多,那时受永磁材料的限制,确实电机扭矩比较小。后来东方的电机基本就采用方形的了,技术进步后差不多尺寸的电机方的明显比圆的高。不过这也是对一家而言。我见过美国太平洋的110步进电机,其扭矩达到了20Nm不过它的形状也是圆的,还有三洋比较新的步进电机也有圆形的,其扭矩一点不比方的小。所以看扭矩主要还是要能判断出其大概的年份,越新的相同尺寸其扭矩也就会越大。
     还有就是步进电机的电流的,电流的大小主要决定了步进电机的高速性能,
额定电流越大的电机其高速性能越好。还有个和电流有关的知识,就是同一厂家,
同一大小的步进电机,虽然其额定电流不同,不过其扭矩基本差不多,不同的就是电机的高速性能表现。
     再说说步进电机的相数。一般我们接触到的二手电机两相和五相居多,其中
又是两相的占大多数。当然也有三相的,不过我接触的很少。两相电机步距角为
1.8度,每转200个脉冲。五相电机为0.72度,每转500个脉冲。步进电机的步距角基本就决定了它的分辨率。虽然现在驱动器基本都采用了细分技术(具体下面会继续介绍),不过其并不能显著提高步进电机的分辨率(这个是我听说的,也没有仔细实践过)所以五相电机的分辨率比两相的高。五相电机相比两相电机还有个显著优点,那就是其低速时震动比较小,这个是不争的事实,不过现在高端的两相步进驱动器同样可以把两相步进电机低速时的震动控制在一个非常小的范围内。
   
2、步进驱动器。
       驱动器的主要参数就是驱动电压和电流,还有就是细分功能。
       驱动电压越高,一般驱动器驱动步进电机的高速性能越优异。24-60V的驱动器比较适合57和60的电机,60-100V的驱动器比较适合86的电机,100V以上的适合110的步进电机。电压的这些区别主要是由步进电机的电感大小决定的。因为尺寸越大的电机其线圈面积越大,线圈的匝数也越多,这样其电感也就越大。当电机转动时,因为转子是永磁材料,其交替的N和S级一次反复通过电机的转子线圈。这样交变的磁场就会产生电场。电机转速越高,其磁场变化越快,这样产生的电场就越高。这个电场的产生除了和转速有关外,还和刚才提的电机的电感成正比,所以越大尺寸的电机其电感越大,这样高速运转时产生的这个电场也就越大。而这个电场的方向恰恰和驱动器的驱动电场相反。这就是问什么大尺寸的步进电机需要驱动器高驱动电压的原因,就是为了等效掉电机高速运转时产生的这部分感应电压。这就是步进电机高速扭矩下降的原因之一。
       驱动器的额定电流是需要和步进电机匹配的,越大的电流表示步进电机的高速性能越有意,同样的一款驱动器,大电流的电机其高速表现越好。其实大电流的电机其电感相对也比较小,这就和上面解释的一致了。还有就是当驱动器电流大于电机电流时,其并不能增加电机的扭矩,反而会引起电机有多大的电流声,还有就是产生额外的热量。当驱动器电流小于电机的电流时,电机的性能就不能完全发挥出来,其扭矩会降低。
       还有就是细分功能了,细分技术的引进大大改善了步进电机的运行效果,高细分技术的驱动器,往往驱动步进电机低速转动的震动会有很好的改善。有人说细分可以提高电机的分辨率,不过也有人说细分提高的非常有限。我没做过实际测试,不过我赞同后者的观点。

第二部分: 二手步进电机厂家介绍
      本人购买步进电机以及驱动器主要就两个途径,一是网购,二就是论坛朋友的转让,下面介绍的厂家基本也是说这两个途径见到的最多的几家.由于我接触
的也很有限,有些情况也是挺论坛朋友介绍的。
1、国产篇
   国内比较著名的步进生产企业就是雷塞、白山还有和利时(原四通)了。雷
塞和白山的驱动器我没接触过,不过听人说都不错。听人说过,雷塞低压驱动器
好点,白山的高压好点。不过我觉得可能相差不大。还有就是有网友反映白山
驱动器抗干扰好,这个我还没有机会实践,在此转述下吧。四通的东西最近才接
触过,用的是一款70V,3A,64细分的四线两相驱动器。驱动器细分不算高,不过使用性能还是不错的。一是电流声很小,二是高速性能不错,用24V开关电源,也能把2.5A的57步进电机空载带到1500转左右,是我接触过的国产驱动器中相当优异的了,如果真要把电压加到70V,我看带3A86空载上3000转不是太大问题。综合来说如果看到这三家公司的产品,其品质应该不是问题,问题就是价格多少。网上一般这几家的东西都不太多特别是电机可能更少(二手的阿,新的价格我想肯定很难满足大家要求),我觉得价格不超过300还是值得购买的(看驱动器具体型号)。
        国产的驱动器我还接触过北京的start。这家的驱动器也不错,使用起来和四通的基本差不多,不过这家驱动器好像也有个毛病,就是电源需要两组来供电,控制一路功率部分一路,感觉使用上这点有点不方便。
        当然网上还有很多各种各样的驱动器,一个总的原则就是一般大厂的商品级的驱动器一般性能都不错。小厂的就不敢说了,可能需要大家实践了之后再分享信息了。还有采用dsp的驱动器一般性能都不错。单步进控制芯片的可能就要差点。可能大家最开始接触驱动器,了解得最多的就是ta8435,a3977,tb6560等这类专用控制芯片做的驱动器。一般这些都是diy级别的产品,没有牌子的多点,当然可能也有小厂用来做驱动器。和上面几家的产品比我感觉性能还是差了不少,在这不建议购买。当然实在找不到别的用也是能用的:)
 楼主| 发表于 2011-7-31 07:16:13 | 显示全部楼层
度甚至0.3度的步距
五相电机环形接法,在功率平稳性上还是有优势的,不过市场上的二手电机多为星形接法。新电机多为环形接法。星形接法控制相对容易一些,如果想要充分发挥出其线圈功率,其驱动器和环形接法一样复杂,相应的降低了可靠性。
如果从硬精度的角度考虑,不如0.6度三相步进电机,如果从软精度的角度考虑,不如1.2度三相高细分加编码器闭环。软精度中,驱动器的精度还有相当大的提升空间。
技术领域也是对抗的,新技术往往对某些既得利益者有害,生产线,工人,研究人员习惯于原来的方法,想依赖于他们自觉地变 革是不容易的,因为他们占领着某些高地,所以还可以继续推行他们的卖点,实际上他们的那些卖点往往仅仅是卖点。只有外部力量的对抗,才能让他们思变。
五相电机已经日暮西山。二相电机也已经过了午时。3相电机却如朝阳。
这些都是我个人的看法,有些是没有严谨的考证的,仅供参考。
利用手里现有的几款110V驱动器说明下步进驱动的结构,比比不同驱动的驱别,大家看看感觉哪款更好点:)
      
       不多废话,先上图,第一张是款国内知名企业(我就不抱名了)的步进驱动器,110V交流如何,最高6A
电流,256细分,看数据那是相当漂亮,那再看看驱动器内部图吧
可能是国内竞争环境恶劣的缘故吧,其驱动器所有芯片都给磨过了,我是比较反感这种做法,感觉就很粗糙。再
看看其三大主要部分:电源整流滤波电路、控制电路和功率输出部分。图片中以标示出来了。主控电路应该是个
一块专用步进芯片,表示已打磨过了,毕竟芯片是现成的,外围电路也不会太复杂,如果不打磨掉的话,太容易
给人仿制了,毕竟没什么技术在自己手里!

       接着上的是派克的一款驱动器,也是110V交流输入,电流最高4A,250细分。
上面的图片也标注了各部分大概的位置,派克的这款驱动器非常有分量,有5斤多,相比国产的这款只有2斤左右,
当然重量不是衡量一款驱动器好坏的标准,不过确是第一次接触驱动器的最直接的感性认识。派克的这款驱动器
控制部分因该是DSP+CPLD的,芯片很多,我不是搞电子的,对这些也不太懂,不过看看还是觉得派克的舒服,你
们觉得呢。也正是采用DSP的方案,人家更多的东西在于DSP内部。就是不打磨芯片,你也很难复制。当然老外
也很注重知识产权保护,很可能这款驱动器有n多发明专利,也不怕你仿:)

       再来一个IDC的驱动器,这款同样是110V交流输入,电流最高达到8a,250细分


三相步进0.6°的精度是半步运行时,五相半步运行为0.36°,使用细分会降低扭矩和速度,细分过大还会出现不稳定情况,五相无论在低频和高扭矩上都占优势,这个和市场需求有很大关系,三相和五相最大的差别应该是成本问题,如果价格相差不大,五相肯定是首选。

本来原意是给大家购买步进提供点帮助的,不过有朋友问下接线的事我也顺带说下吧.   其实我对电路也不太懂,看的比较多而已,有不对的老鸟帮我更正阿,以免误导新人.
        先来说说这些接发的源头,也就是共阳共阴接的电路---光电耦合器(光藕).简单说就是个光电隔离电路.为保护驱动器和减少信号干扰,一般的驱动器都有光藕.光藕的作用就是让外面的脉冲信号进入光藕,然后光藕内部的光电二极管发光.而光藕内部同时有个光敏二极管,有光后光敏二极管导通,就把电信号传递到另一边了.也就是光藕在传输信号时有光的参与,就起到了两边电信号的隔离,也就起到保护作用了.
由图可以看到,这6个光藕的正输入端(发光二极管正极端) 被连在了一起接到+24V电上,而光藕的负端(发光二极管负端)分别引出接到24V电源负极.所以当负极的开关关闭时相应的光藕的发光二极管就有了工作电压这样光藕就工作了.也就是信号被传进了驱动器.这个是共阳的接法.共阴原理是一样的(发光二极管负端都接电源负极,发光二极管正极分别接电源正极,由开关控制发光二极管的导通与否.不过要强调一点的是我这个图不是驱动器的接口示意图阿,这个是伺服电机控制信号接口电路图,不过用来解释共阳共阴接法是没有问题的,我们驱动器上接的是5v型号,如果有人用plc或者类似东方控制器的话接24V脉冲信号一定要串联一个限流电阻(1.5-2.2k)的.切忌切忌!!!!
         有的驱动器就是在驱动器内部把光藕电路事先接成了共阳或者共阴的接法,那个没办法,只能按他的接,也有驱动器光藕输入和输出是单独引出来的,那个要接共阳或者共阴就随你了,哪种方便接哪种.我的接口板有+5V,也有GND,所以我没感觉出有什么不方便.
         还有提示下,如果用mach的话,接共阳就把脉冲调成低电平有效,这是因为,低电平有效那不发脉冲是,对应的脉冲接口电压就是+5V,这样共阳的也是+5V,这样光藕两端电压都是+5V那光藕就不会导通,这样正好符合要求,当有信号时,脉冲接口电压就会降到0V,那这样光藕就导通了.同理,共阴时把信号设置成高电平有效就可以了.一般我们在选择具体驱动器的时候还会遇到一个问题,就是两相驱动的四线和六线问题,还有就是五相驱动的五线十线问题.
        对于五相步进来说,我总结的就是10线驱动只能驱动10线5相步进电机,5线驱动适合驱动5线步进电机,同时也能驱动10线电机(不建议购买10线步进电机,一是10线驱动器比较少,二是要想用5线驱动器来驱动也会非常麻烦,特别是你没有10线电机的资料时).东方和三洋的5线5相步进电机因为资料比较齐全,比较好配套驱动器.不过确实5相步进用起来比较麻烦,不配套的就更麻烦点.为了避免麻烦,我建议,特别是对新人,如果你要用5相的话,建议电机就买东方和三洋的二手电机,驱动器买5线的比较好用.
         两相步进可能是大家用得最多的了,这个重点介绍下.一般我们见到的两相步进电机有4线、6线和8线的,驱动器有4线和6线的。
 楼主| 发表于 2011-7-31 07:15:52 | 显示全部楼层
国内生产步进电机和驱动器的厂家太多了,本人了解得有限,先介绍这些吧,欢迎大家补充!

2、日本篇
    小日本很可恶,不过其二手东西就和他的av产品一样在国内广受欢迎!!
    东方、三洋这两家是二手市场出镜率相当高的企业。其中又以它们的步进电机产品为最。至于驱动器,这两家应该都不错,不过价格低的往往是其古老而又久远的产品,新点的驱动器往往价格很高,特别是两相驱动器,新的一是少,二是贵。以至于这一年多我没接触过这两家新点的两相驱动器,连个型号都没有影响,不过五相的驱动器还是有些接触的。那就说说这两家的电机吧。之前说过了,东方的电机一般方的比圆的新,其扭矩也大点。网上有很多东方的步进电机,价格我觉得也不算贵,57的一般在20-50元之间86的一般在80-250元之间。感觉57电机还是很实惠的,如果机器不大的话76-86长的57或60电机足够了,买不到这两家的驱动器,买个好点的国产驱动器,这样配套效果也相当不错。至于五相电机,情况相对于两相的恰恰相反。网上大量驱动器,价格有的也不高200-300就能搞定。不过电机的价格贵得有点离谱,57的都在50以上,长点的更是过百,86的就更别说了,都说五相步进高,我觉得现在高就高在电机价格上,其驱动器往往还比两相的便宜点呢:)
         除了东方和三洋,网上melec和rorze这两家的东西也不少,其中驱动器出现的频率较高,这两家的东西我都用过,性能还是很不错的。不过melec不少产品都是双脉冲的,需要自己做个转接板,有点不方便。而rorze的有很多驱动器是带控制器的,也就是不能直接接受脉冲信号,这点购买时需要注意!

3、欧美篇
        伺服欧洲有不少,我不过我接触的不进系统,大部分是美国的.这次主要介绍的也是美国的部分厂家!其实和伺服差不多,入门的国产,好点的是小日本的,高端的还是欧美的.买过很多驱动器,也买过不少,最近向写点东西的时候发现留下来的两相不进驱动器几乎都是美国的(东方闭环步进除外).所以想想高性能的两相驱动器我个人认为还是老美的好.
在这顺便提下个人感受阿,二手市场美国的东西2相的居多,日本的两相五相都有,国产的2、3、5相都有:)
       提到美国就不得不提Danaher(丹纳赫)。开始我也是什么牌子都不清楚,俗话说隔行如隔山阿,刚接触时我是一点不知道美国有哪几家做运动控制的。开始买过太平洋的驱动器,后来又买过IDC的驱动器。一查资料这几家居然都是一家的,叫kollmorgen(科尔摩根)而科尔摩根下面还有好几家著名的做运动控制的企业(著名不是我说的啊,网上资料宣传的,我还是没听过!!)。而科尔摩根就属于丹纳赫集团。也就是说著名的太平洋科技公司只是丹纳赫集团下的一家企业而已。所以很有可能你在网上买的美国步进驱动器就属于丹纳赫集团!!本人就有太平洋和IDC的两相步进驱动器,等你用过了这些驱动器之后就知道什么是好驱动了。曾经用太平洋的8A驱动器驱动太平洋的8A86步进,空载转速都过5000了。再高我没敢试了,怕轴承吃不消,我想上6000可能一点问题没有。空载当然没有什么实际意义,yy的意义更大点,不过也能侧面反映步进系统高速时的优异性能。还有点就是这些两相驱动器一般细分都在100以上,有的有500细分,虽然20细分以上就很难用到了,不过高细分也反映出技术比较好。即使4细分设置,86步进在5转/分钟的低速下,其振动依然可一控制在惊人的小范围内,这是我觉得老美的驱动器最牛x的地方。好了已经给了丹纳赫太多的溢美之词了,就不再夸它了。反正下次看到Kollmorgen、Thomson、Dover、 Pacific Scientific、Portescap、Neff、Seidel和Bautz这些牌子的驱动器,价格不是很离谱的话可以买个用用,收藏也不亏,当然如果价格便宜的话,别犹豫了,有多少买多少吧,用不掉也能转让给论坛的朋友!!!!!(这种机会我还没遇到过,一是少,二是网上有也很贵,一个驱动器上千很正常)
        美国的步进系统还有家我还用过,那就是派克汉尼汾(parker),不知道这家和派克钢笔是不是一家的,不过它家的东西性能同样非常优异。派克的驱动器网上有很多,不过需要提醒大家的就是,有很多驱动器是集成控制器的,也就是说不能接受脉冲的。按理说这种型号技术集成度更高,可能我们用不了,diy还停留在较低的水平上阿。跑题了:)我用的派克驱动器只有一款zeta系列的,这个系列有很多种,需要告诉大家的是,4,8,12开头的驱动器有脉冲接口,6开头的不能接受脉冲信号,一定注意,网上6开头的很多。当然它家也有很多种驱动器,具体还是到他家主页上找找参数再下手为好。总之,这家也是上面那个原则,看到有了就多关注点,地板价的话就别犹豫了,有多少买多少吧!(也是自己yy了,毕竟一份价钱一份货,咱没机会在货场转,这种超低价的机会几乎没有!!)
       美国其他家的驱动器我就没接触过了,不过有的话查查说不定也是这两家旗下的呢:)
    欧洲的伺服到是不少,不过步进我没接触过,有朋友知道的话不妨帮我填填:)
好了,欧美厂家介绍完了,有机会我再就具体个案介绍下驱动器实体,后面也会上点实测数据,慢慢加吧,希望能对新手有益!!

   
给lz补充几点:
1、速度到了3000以上,空转主要限制因素在于电机的动平衡。
2、2相3相电机,建议使用国产步进电机驱动器。价格低,性能还可以。购买时,还是一分钱一分货,100V以下低于300元的,性能差很多。我用国产驱动器,东方5109电机,ac55V 200W变压器供电,空载也达到了3487转。国产驱动器,220V供电,110电机20Nm,空载也达到了4350转。步进电机的极限转速和加速曲线的关系相当大。至于欧美日的二手驱动器,买来研究比较合适。国产的销量增大以后,价格会更低,技术也会更成熟。有利于我们所有人。
3、五相电机基本上已经退出主流舞台,买来研究可以,使用已经没有多少价值。2相电机将会和3相电机共舞一段时间,最终也要退出主流舞台。现在2相电机主要优点是集成驱动芯片的繁荣,一旦3相驱动芯片繁荣起来,2相步进也就没有了市场。对于我们使用及设计而言,应该考虑后期的维护成本,尽量往主流产    品上靠,特别是86以上的电机,尽量选用3相的。从构造而言,随着电子技术的发展,五相真没有必要存在。五相的初衷就是平稳性和精度。
随着正弦细分技术发展,2相3相平稳性已经能达到绝大多数的使用要求。至于精度,关键在于加工精度,只要有足够的加工能力,可以将3相电机生产成0.6
 楼主| 发表于 2011-7-31 07:16:35 | 显示全部楼层
上图是个8线的示意图。其实所有的两相步进电机都有8根线。很显然,8线电机就是直接把这8根线引出电机外面。那6线电机就是分别把每相的2和3线并在一起作为一根线引出,这样每相3根线,两相就是6根线了。至于4线电机就有两种情况了,并联和串联。并联就是把每相的1和3并、2和4并,然后
单独引出,这样每相2根线,一共4线。串联就是把每相2和3并在一起,不过不引出电机,只把每相的1和4线引出电机,这样就还是4线。
电机的情况基本就是这样了,那驱动器就比较简单了。
1、4线驱动器可以说是万能的,4、6、8线电机都能接。接4线电机就直接把电机每相两根线接到驱动器对应的相上去,每相两根线可以不分左右,对调的结果是电机转动方向的改变,并不会太影响电机使用。接6线电机时,把每相的中间抽头找出(就是2和3线并在一起引出来的那根线,可以用万用表电阻档找到)
中间抽头不管,其他4根线和4线电机一样接就可以了。接8线电机可能大家已经差不多自己也会了吧。就是把8根线按串联或者并联的方式合成4根线后再按4线电机的接法就可以了。在这给点小提示阿,目前二手步进电机6线的比较多,4线的也有,8线的很少见。而驱动器4线的多,6线的比较少。很多朋友都反应6线驱动器性能比较好,我实际使用,确实6线驱动器高速性能和低速震动做的都还不错当然4线步进也有很不错的。总之低价位的,100以下的,可以尽量选择6线驱动器,高端的(300以上的)4线和6线没有太大区别。
对于diy来说可以不必在意电压,主要看电流和你的驱动器合适不,驱动器的话一般最低的也有24V直流呢,具体驱动电压范围前面贴子里面有介绍,你可以关注下.其实到现在我也没搞清楚步进电机表的那个电压是什么意思,不过实际使用不可能那么低的电压的,所以电压值不必在意,一般步进电机设计都是耐500V电压的而我们的驱动器基本上不可能达到这个值,就是220v的出来也就300多伏,所以电压不必担心会太高给出电压、电流是为了标示线圈的额定功率,有的是用电流、电阻来标注。短时间超功率使用可以提高转矩(注意驱动器的性能匹配),长期超功率使用,因为热量散发不出去而可能烧毁电机,可加散热而部分提高性能。注意6线二相电机,计算电机额定功率时要按照4相计算,即电压×电流×相数。驱动器的细分算法不同,实际使用功率不同,一般需要加大驱动器电流设置才能达到额定功率。
to:修舞先生,3相9线步进电机有1.2度/0.6度标注法,从电机结构来说,其标注0.6度是指6相电机用法,目前3相3线混合式步进电机步距角大多是1.2度,3线电机是无权标注1.2/0.6度的,要注意的是整步半步和电机步距角的混淆,整步半步属于软件性能,而步距角是电机特性,二者之间因为某些历史原因被混淆了。
二相6线8线步进电机可以作为4相使用,其加工精度要求比3相3线电机还要高。
难道不可以生产0.6度甚至0.3度的三相电机?也许目前国内的加工精度不行,但是能生产5相电机0.72度的,其0.6度的加工能力应该是有的,而且成本可能要比0.72度的还低,只不过是出于某些目的,不改造生产线而已。存在即合情,但不一定合理。另外,为了提高精度,也不必要依赖于减小步距角,只要提高加工精度就行,同样是1.2度步距角,加工精度提高了,细分精度就可以提高,更高的细分数就有了意义。

现在的步进电机驱动器都是运行于细分恒流模式,只要电流恒定,当然可以不用管电压的.电机的电压越低,电流越大,高速性能越好.如果运行于500转/min以内,只要功率相同,电机性能就没有区别了,电流小的,对驱动器的电流要求低,耐压要求高,这些参数对专用驱动器设计有用.
现在的驱动器,大多是通用式的,电流可调,实际上是浪费驱动器的驱动能力来保证通用.原因就在于元器件的性价比提高了,而人工费的成本提高了.
美国太平洋的2相步进,其功率已明确表示出来了,不过电压居然有65v,电流也有1.25a,如果这么算的话那功率不是80多瓦了,如果再乘
四的话那就更恐怖了,对于一个57步进来说那是不可能的.所以我也糊涂了,后来干脆不考虑电压,电流差不多就可以了.
理想的情况下,电机不转时其是不对外做功的,也就是他没有输出功率,
所以此时驱动器输出给电机的功率几乎都用来发热了.我觉得电机上标
的很小的有可能是这个功率.不过也有表的很大的,所以就糊涂了.其实
使用的话不必介意这个参数,知道电流多大就OK了,57的电压低点,86的
电压高点,就可以了,很多我们的电机和驱动器都不是配套的,所以严格按
要求来配也不现实
我记得老FANG说过步进电流是脉冲的,所以实际又不能用驱动器驱动电
压和电流直接乘,这样要是想知道实际功率的话叶公那个方法还是挺实际
其实步进功率也不小,我这一套派克的86步进,说明书说最高功率将近
400瓦呢!!!
实际电功率计算确实和驱动型式有关。但是电机上标注的是相电压和相电流,是电机一相的额定电功率,也应该说这个功率是这一条相线圈能够安全运行的极限保障,如果在低于这个极限功率下运行线圈烧毁,责任在电机制造商,如果高于这个极限功率运行而烧毁,电机制造商是不负责的。
注意这里说的极限功率,不是线圈的实际极限,是电机供应商同一型号批量保障值,是有一定的降额量的。
为啥静止的时候要半流,因为电流标注的是有效值,从运行到停止,不能保证几个线圈都正好处于有效值以内,如果某一相处于峰值,相电流相当于1.414~2倍(具体数值依赖于细分形式),则相功率相当于2~4倍,所以线圈是很危险的。半流往往是1/4就是这个道理,如果正弦细分,半流可以用1/2,如果是三角形细分,半流就应该用1/4.
啸叫和驱动器有关,驱动器的开关频率和电机线圈构成了振荡。我并联使用时,电流加倍没发现啸叫。
保持力矩,定位力矩都是磁力产生的。磁力由磁极吸、斥表现的。永磁体和软磁体有力的表现,没有极性,软磁体通电以后,相当于永磁体,力增大了,也有极性了。这几个名词容易混淆,与我们的名词定义(翻译)有关。名词只是妨碍交流,不妨碍我们使用。
其实电机运行依赖于保持力矩(通电时的),所以电机就有了步进这个名字,步进电机实际上是由一连串的静止位组成的运动轨迹。高速失力因为一个静止位保持力矩没有形成,新的静止位指令已经来到。如果细分数足够高,电流正弦拟合比较好,那么速度、力矩提升空间都会很大。相应的产生的反电势也会小很多,对反电势电荷泻放电路要求也降低了,对电源电压的要求也降低了。
我测过几款的驱动器波形,基本没有发现正弦拟合得好的,即便速度很低。这也就留出了研究方向。
不知道总功率在这里是什么概念,如果计算输出功率,就不要加热损耗。输出功率就是转速乘以扭矩。输入功率就是电功率:电压乘电流乘相。
计算电功率是为了选择电源功率。一般情况下,混合式和永磁式步进电机的电功率小于输出功率。这并不表明效率大于1,效率不会大于1。如果要计算能量守恒,应该是:电功率+永磁功率=输出功率+热功率(前面的式中用的是静扭矩功率,因为概念比较混乱,这里改为永磁功率)。如果要计算热功率,是不容易的,因为电功率有一部分输出做功,一部分发热,永磁功率也有做功和发热的,而且输出功率也不易计算,需要测量,前面的图表能计算出来的是理想输出功率或者说是极限输出功率。永磁功率也许有公式可以计算出来,但是等式右边2个量均为未知数,效率没法计算。如果测量出输出功率,找到公式计算出永磁功率,热功率才能计算出来,其实这个时候热功率应该称为损失功率。

选择电源时要注意驱动器损耗,以及留出裕量。
另外输出不一定能达到图中的转矩值,这与你的电流有关,按照你的电流用法,应该是肯定达不到。
电功率有一部分转换成输出功率,有一部分发热。你的算法有重复计算嫌疑。如果磁饱和以后,再增大电流,则增大部分就全用于发热了。
发表于 2011-7-31 20:31:08 | 显示全部楼层
好资料!应加精!学习了!
发表于 2011-9-7 11:40:42 | 显示全部楼层
大大總是為新手找資料
謝謝
发表于 2011-12-15 23:34:38 | 显示全部楼层
谢谢坛主!!!
发表于 2012-2-4 00:09:32 | 显示全部楼层
谢谢坛主!!!
发表于 2012-3-26 15:56:01 | 显示全部楼层
记号记号,谢谢分享
发表于 2012-3-27 15:20:51 | 显示全部楼层
膜拜~~学习了~~
国内第一个推广 欢迎使用

手机版|Archiver|大海作坊

GMT+8, 2017-2-23 15:05

Powered by Discuz! X3.1

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表