【導(dǎo)讀】步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的。
保持轉(zhuǎn)矩也叫靜力矩，是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于步進(jìn)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩，而步進(jìn)電機(jī)的力矩隨著速度的增大而快速衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以說(shuō)保持轉(zhuǎn)矩是衡量步進(jìn)電機(jī)負(fù)載能力最重要的參數(shù)之一。
圖1：步進(jìn)電機(jī)
選擇保持轉(zhuǎn)矩
保持轉(zhuǎn)矩也叫靜力矩，是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于步進(jìn)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩，而步進(jìn)電機(jī)的力矩隨著速度的增大而快速衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以說(shuō)保持轉(zhuǎn)矩是衡量步進(jìn)電機(jī)負(fù)載能力最重要的參數(shù)之一。比如，一般不加說(shuō)明地講到1N.m的步進(jìn)電機(jī)，可以理解為保持轉(zhuǎn)矩是1N.m。
選擇相數(shù)
兩相步進(jìn)電機(jī)成本低，步距角最少1.8 度，低速時(shí)的震動(dòng)較大，高速時(shí)力矩下降快，適用于高速且對(duì)精度和平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合；三相步進(jìn)電機(jī)步距角最少1.2度，振動(dòng)比兩相步進(jìn)電機(jī)小，低速性能好于兩相步進(jìn)電機(jī)，最高速度比兩相步進(jìn)電機(jī)高百分之30至50，適用于高速且對(duì)精度和平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合；5相步進(jìn)電機(jī)步距角更小，低速性能好于3相步進(jìn)電機(jī)，但成本偏高，適用于中低速段且對(duì)精度和平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合。
選擇步進(jìn)電機(jī)
應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)器原則，先明確負(fù)載特性，再通過(guò)比較不同型號(hào)步進(jìn)電機(jī)的靜力矩和矩頻曲線，找到與負(fù)載特性最匹配的步進(jìn)電機(jī)；精度要求高時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械減速裝置，以使電機(jī)工作在效率最高、噪音最低的狀態(tài)；避免使電機(jī)工作在振動(dòng)區(qū)，如若必須則通過(guò)改變電壓、電流或增加阻尼的方法解決；電源電壓方面，建議57電機(jī)采用直流24V-36V、86電機(jī)采用直流46V、110電機(jī)采用高于直流80V；大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載應(yīng)選擇機(jī)座號(hào)較大的電機(jī)；大慣量負(fù)載、工作轉(zhuǎn)速較高時(shí)，電機(jī)而應(yīng)采用逐漸升頻提速，以防止電機(jī)失步、減少噪音、提高停轉(zhuǎn)時(shí)的定位精度；鑒于步進(jìn)電機(jī)力矩一般在40Nm以下，超出此力矩范圍，且運(yùn)轉(zhuǎn)速度大于1000RPM時(shí)，即應(yīng)考慮選擇伺服電機(jī)，一般交流伺服電機(jī)可正常運(yùn)轉(zhuǎn)于3000RPM，直流伺服電機(jī)可可正常運(yùn)轉(zhuǎn)于10000RPM。
選擇驅(qū)動(dòng)器和細(xì)分?jǐn)?shù)
最好不選擇整步狀態(tài)，因?yàn)檎綘顟B(tài)時(shí)振動(dòng)較大；盡量選擇小電流、大電感、低電壓的驅(qū)動(dòng)器；配用大于工作電流的驅(qū)動(dòng)器、在需要低振動(dòng)或高精度時(shí)配用細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器、對(duì)于大轉(zhuǎn)矩電機(jī)配用高電壓型驅(qū)動(dòng)器，以獲得良好的高速性能；在電機(jī)實(shí)際使用轉(zhuǎn)速通常較高且對(duì)精度和平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合，不必選擇高細(xì)分?jǐn)?shù)驅(qū)動(dòng)器，以便節(jié)約成本；在電機(jī)實(shí)際使用轉(zhuǎn)速通常很低的條件下，應(yīng)選用較大細(xì)分?jǐn)?shù)，以確保運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，減少振動(dòng)和噪音；總之，在選擇細(xì)分?jǐn)?shù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度、負(fù)載力矩范圍、減速器設(shè)置情況、精度要求、振動(dòng)和噪聲。
