步進電機,就是根據控制信號運動,一個脈沖信號首先說到步進電機轉速,那就必須得說到步進電機轉動的一些原理。通過調節輸入驅動器的脈沖頻率以及驅動器的細分參數來達到調節步進電機轉速,實際是控制單位時間內步進電機的步數。步進電機轉速上升時伴隨著扭矩的下降,當步進電機扭矩下降到一定程度時,自身的扭矩已經不能帶動其自身的重量,導致電機停止。
步進電機只能夠由數字信號控制運行的,當脈沖提供給驅動器時,在過于短的時間里,控制系統發出的脈沖數太多,也就是脈沖頻率過高,將導致步進電機堵轉。要解決這個問題,必須采用加減速的辦法。就是說,在步進電機起步時,要給逐漸升高的脈沖頻率,減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。
步進電機轉速度是根據輸入的脈沖信號的變化來改變的,從理論上講,給驅動器一個脈沖,步進電機就旋轉一個步距角(細分時為一個細分步距角)。實際上,如果脈沖信號變化太快,步進電機由于內部的反向電動勢的阻尼作用,轉子與定子之間的磁反應將跟隨不上電信號的變化,將導致堵轉和丟步。所以步進電機在高速啟動時,需要采用脈沖頻率升速的方法,在停止時也要有降速過程,以保證實現步進電機精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。
常規調節步進電機轉速的方法分為以下幾種:
一、換向器電機調速
優點:①具有交流同步電機結構簡單和直流電機良好的調速性能; ②低速時用電壓、高速時用步進電機反電勢自然換流,運行可靠; ③無附加轉差損耗,效率高,適用于高速大容量同步電機的啟動和調速。缺點:過載能力較低,原有電機的容量不能充分發揮。
二、定子調壓調速
優點:①線路簡單,裝置體積小,價格便宜; ②使用、維修方便。缺點:①調速過程中增加轉差損耗,此損耗使轉子發熱,效率較低; ②調速范圍比較小; ③要求采用高轉差電機,比如特殊設計的力矩電機,所以特性較軟,一般適用于55kw以下的異步電機。
三、轉子串電阻調速
優點:①技術要求較低,易于掌握; ②設備費用低; ③無電磁諧波干擾。缺點:①串鑄鐵電阻只能進行有級調速。若用液體電阻進行無級調速,則維護、保養要求較高; ②調速過程中附加的轉差功率全部轉化為所串電阻發熱形式的損耗,效率低。 ③調速范圍不大。
四、電磁轉差離合器調速
優點:①結構簡單,控制裝置容量小,價值便宜; ②運行可靠,維修容易; ③無諧波干擾。缺點:①速度損失大,因為電磁轉差離合器本身轉差較大,所以輸出軸的最高轉速僅為電機同步轉速的80%~90%; ②調速過程中轉差功率全部轉化成熱能形式的損耗,效率低。
根據需要的運動速度調節步進電機驅動器的速度參數。可以通過改變驅動器的脈沖頻率或者改變細分數來調整電機的速度。脈沖頻率越高,電機的運動速度越快;細分數越高,電機的運動越平滑。根據實際情況進行調節和優化。在實際應 用中,需要考慮電機的負載情況、慣性、運動的平穩性等因素,通過不斷的測試和調節,逐步優化電機的運動速度和效果。需要注意的是,在調節步進電機的速度時,需要保證電機的驅動信號穩定和準確,以免出現誤差或者振蕩的情況。同時,還需要根據實際應用需求進行調節,例如,在要求高速度和平穩性的應用中,需要通過提高細分數等方法來優化電機的運動效果。要是步進電機轉速的速度不夠怎么辦?如果是實際轉速比理論轉速慢,可能是失步,負載過大造成的;如果是理論上轉速也是慢,那是脈沖頻率低,加大脈沖頻率可提高轉速。其實提高步進電機的轉速,是有辦法的。提高脈沖頻率,比如把脈沖頻率搞到100KHz,那么轉速等于 50rpm,轉速提高了十倍,如果您采用的是PLC脈沖輸出控制步進電機的話,那么要看PLC脈沖輸出頻率的最大值是多少,可支持的高速脈沖輸出,可提供更高的轉速。
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