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步进电机驱动器所使用的调速方法以及作用有什
发布时间:2019-02-20 11:57:14  发布者:河南科威腾电气设备有限公司  点击量: 0

  随着电力电子技术的飞速发展,变频调速的性能指标完全可以达到甚至超过直流电机调速系统。步进电机驱动器通过调节输入驱动器的脉冲频率以及驱动器的细分参数来达到调节步进电机转速的作用,其实就是控制单位时间内步进电机的步数。

  一、改变极对数调速:优点:①无附加转差损耗,效率高; ②控制电路简单,易维修,价格低; ③与定子调压或电磁转差离合器配合可得到效率较高的平滑调速。缺点:有级调速,不能实现无级平滑的调速,并且由于受到电机结构和制造工艺的限制,通常只能实现2~3种极对数的有级调速,调速范围相当有限。

  二、变频调速:优点:①无附加转差损耗,效率高,调速范围宽; ②对于低负载运行时间较长,或起、停较频繁的场合,可以达到节电和保护电机的目的。缺点:技术较复杂,价格较高。

  三、换向器电机调速:优点:①具有交流同步电机结构简单和直流电机良好的调速性能; ②低速时用电源电压、高速时用步进电机反电势自然换流,运行可靠; ③无附加转差损耗,效率高,适用于高速大容量同步电机的启动和调速。缺点:过载能力较低,原有电机的容量不能充分发挥。

  四、串级调速:优点:①可以将调速过程中产生的转差能量加以回馈利用。效率高; ②装置容量与调速范围成正比,适用于70%~95%的调速。缺点:功率因素较低,有谐波干扰,正常运行时无制动转矩,适用于单象限运行的负载。

  五、定子调压调速:优点:①线路简单,装置体积小,价格便宜; ②使用、维修方便。缺点:①调速过程中增加转差损耗,此损耗使转子发热,效率较低; ②调速范围比较小; ③要求采用高转差电机,比如特殊设计的力矩电机,所以特性较软,一般适用于55kW以下的异步电机。

  六、电磁转差离合器调速:优点:①结构简单,控制装置容量小,价值便宜; ②运行可靠,维修容易; ③无谐波干扰。缺点:①速度损失大,因为电磁转差离合器本身转差较大,所以输出轴的最高转速仅为电机同步转速的80%~90%; ②调速过程中转差功率全部转化成热能形式的损耗,效率低。

  七、转子串电阻调速:优点:①技术要求较低,易于掌握; ②设备费用低; ③无电磁谐波干扰。缺点:①串铸铁电阻只能进行有级调速。若用液体电阻进行无级调速,则维护、保养要求较高; ②调速过程中附加的转差功率全部转化为所串电阻发热形式的损耗,效率低。 ③调速范围不大。

  步进电机驱动器细分的主要作用是提高步进电机的精确率。

  国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分,有的亦称为细分,但这不是真正的细分,望广大用户一定要分清两者的本质不同:

  1.“平滑”并不精确控制电机的相电流,只是把电流的变化率变缓一些,所以“平滑”并不产生微步,而细分的微步是可以用来精确定位的。

  2.电机的相电流被平滑后,会引起电机力矩的下降,而细分控制不但不会引起电机力矩的下降,相反,力矩会有所增加。

  驱动器细分后的主要优点为:完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机(尤其是反应式电机)的固有特性,而细分是消除它的唯一途径,如果您的步进电机有时要在共振区工作(如走圆弧),选择细分驱动器是唯一的选择。提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机,其力矩比不细分时提高约30-40% 。提高了电机的分辨率。由于减小了步距角、提高了步距的均匀度,‘提高电机的分辨率‘是不言而喻的。

  很多用户误以为步进电机驱动器的细分越高,步进电机的精度就越高,建议客户其实这是一种错误的观念,比如步进电机驱动器细分较高的可以达到60000个脉冲一转,而步进电机实际是无法分辨这个精度的,当驱动器设置为60000个脉冲/转的时候,步进电机驱动器接受好几个脉冲,步进电机才走一步,这样并不能提高步进电机的精度。

  步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术,其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。细分后电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。

  (两相步进电机的基本步距角是1.8°,即一个脉冲走1.8°,如果没有细分,则是200个脉冲走一圈360°,细分是通过驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的,与电机无关,如果是10细分,则发一个脉冲电机走0.18°,即2000个脉冲走一圈360°,电机的精度能否达到或接近0.18°,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制。以次类推。

  三相步进电机的基本步距角是1.2°,即一个脉冲走1.2°,如果没有细分,则是300个脉冲走一圈360°,如果是10细分,则发一个脉冲,电机走0.12°,即3000个脉冲走一圈360°,以次类推。在电机实际使用时,如果对转速要求较高,且对精度和平稳性要求不高的场合,不必选高细分。在实际使用时,如果转速很低情况下,步进电机驱动器应该选大细分,确保平滑,减少振动和噪音。)

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