教你如何挑选合适的步进电机和驱动器 基本讲完了 希望对您有帮助

研究生

原帖由 flosc 于 2011-5-22 22:22 发表

57是边长，安装孔好像是46左右的，计不太清了，买过会来量下就知道了：）这个尺寸同基座的一般都一样，标准的

非常感谢:em00: 。有不明白的再问:em15: 。

Wisdon

留个脚印

langyan

混合式电机有定位扭矩,和静扭矩.静扭矩实际上就是永磁体的磁力扭矩.在电磁场变化时,这个永磁体的磁力做功不是以电能形式表现的.
比较容易理解的是电机不通电时,要有一定的能量才能让转子转动,特别是大尺寸的电机,这个能量主要是用于克服永磁力.不过这个能量相对于通电时的电能来说,一般都小得多.一般也就占10%左右

flosc

原帖由 langyan 于 2011-5-22 22:57 发表
混合式电机有定位扭矩,和静扭矩.静扭矩实际上就是永磁体的磁力扭矩.在电磁场变化时,这个永磁体的磁力做功不是以电能形式表现的.
比较容易理解的是电机不通电时,要有一定的能量才能让转子转动,特别是大尺寸的电机,这 ...

确实有论坛,当年没学好,电机这部分忘光了:)

雾海孤帆

楼主的教学真是太及时了，非常感谢。
问个最简单的:如果用步进电机实现自动走刀功能，都需要哪些部件呢？楼主可否较详细叙述一下过程，将不胜感激。

flosc

原帖由 雾海孤帆 于 2011-5-23 02:49 发表
楼主的教学真是太及时了，非常感谢。
问个最简单的:如果用步进电机实现自动走刀功能，都需要哪些部件呢？楼主可否较详细叙述一下过程，将不胜感激。

不好意思,我用的都是mach3,自动走刀我也没用过.见过车床的,主轴经减速后和丝杆连接,那是机械的,我想如果电子的话是不是可以主轴装个光电
开关,由光电开关产生脉冲信号,不过这个信号我想还是要有电路的吧,纯电的东西我也不会，不好意思可能也给不了什么帮助！！论坛高人如云啊，希望高手
看了能帮助解答下！

修舞

原帖由 langyan 于 2011-5-22 21:39 发表
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 ...

多谢langyan，知道了什么是正弦细分，明白细分和平滑的区别，对二相电机来说，真正的细分是两相同时作用，通过改变A相B相内部电流大小，产生的磁场使转子能够指向更细微的方向，就像大家高中物理对物体进行受力分析一样，合力矩等于整步运行时的单相力矩，而现在一些市面上的驱动器（不知tb6560是不是），其细分功能只能达到平滑的效果，无法实现真正的细分。而三相也是通过矢量合成来达到真正的细分，它的细分对驱动器的要求就更高了，而对于五相步进电机，如果也进行矢量合成的话，那对驱动器就是一场考验了，如果算法不得当就会造成不稳定因素，本来步进电机就是开环控制，加上真正的细分过大可靠性会降低，这些原因加起来，五相确实没有存在的必要了，就像langyan所说，目前是二相的时代，之后会是三相的天下，学习了:em26:

[ 本帖最后由 修舞 于 2011-5-23 15:39 编辑 ]

修舞

原帖由 langyan 于 2011-5-22 22:39 发表
电机的输出功率=电功率+静扭矩功率-热功率
不过电机静扭矩一般都很小,如果静扭矩很大,则定位扭矩就不需要太多的电能.
这都是我的认识,不一定准确.,

这个我也很想知道，电机铭牌上标的3v3A到底指的是什么呢？你前边说用它乘上相数就是这个电机额定功率，还是它的热功率呢？可以看下叶工对二相57电机的粗略评测http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=492268&extra=&page=6
静扭矩只的是步进电机在额定转速下输出的扭矩，此时步进电机不丢步，这个懂
定位扭矩是绕组不通电时电磁转矩的最大值或转角不超过一定值是的转矩值，这个是不是类似于将单个电机引线全部短路时的所产生的阻力，但步进电机静止或者低速运行时，此时会有热量产生，这说明静止时各相依旧有电流通过，为了不使产热量过大产生负面影响，静止时开启自动半流降低产热量，那么这个定位扭矩有是怎样产生的呢，不开启自动半流是，它和精扭矩是不是一样呢？

修舞

刚看到的：步进电机发热随速度变化的情况采用恒流驱动技术时，步进电机在静态和低速下，电流会维持相对恒定，以保持恒力矩输出。速度高到一定程度，电机内部反电势升高，电流将逐步下降，力矩也会下降。因此，因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高，高速时发热低。但是铁损(虽然占的比例较小）变化的情况却不尽然，而电机整个的发热是二者之和

修舞

叶工的电机改了并联，P=4.2*4.2*0.5*2=17.64W，这个很明显和实际测量对不上，变压器，整流板，驱动不会消耗那么多的吧:em04:

langyan

to:94楼
首先要说明,我对电机的认识不是科班权威,只是我个人的认识.
第二要修正我前面的一个错误:静扭矩和定位扭矩概念有些混淆,我前面说的静扭矩应该改为定位扭矩.
第三电机的做功功率如果要用电压电流磁强表示出来,应该是个复杂的非线性计算,对于使用者而言,线性公式更方便,P=Fv,详见<步进电机矩频特性解读>http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=492244
第四:前面说的电压电流相乘得到的是线圈的额定功率,这个额定功率是电功率,受限于线圈的耐热.但是电功率不是全部用来发热,这就是为什么电机不转时要设置半流的原因.
第五:我们习惯于将功率和电压电流结合起来,这样评价电机性能是不科学的,相同的电流,因为磁材不同,产生的磁感应强度不同,磁力也就不同,做过能力就不同,电压电流可以在同一品牌不同尺寸的电机之间做出粗略比较,不能在不同品牌之间比较.
第六:电压电流标注的更主要目的是设计驱动器,方便选择电源功率.
第七:电机随着磁力的衰减,最大扭矩会越来越小,半衰期多长我没有考究过.但是它的电压电流并不随之衰减.假设磁力衰减为0,电机只能发热了,不能旋转了.

langyan

叶工这种测量法,测的是系统电功率,确实方便选变压器.
如果你手里没有功率表,不需要着急,找个1欧姆10W电阻串联到220V回路,测量电阻2端的交流电压,就得到了交流电流,乘上220就是功率了.
另外弄不懂的是为啥并联要用4.2A,3V3A并联应该是3V6A才对啊.串联应该是6V3A,线圈承受的电功率不变啊.整个电机串联就是3V*3A*4相=36W，当然低于这个功率一样能用。
注意驱动器电流设置，有的标注的是有效电流，有的标注是峰值电流，而电机一般是标注有效值。

flosc

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
的:) 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!!!

修舞

原帖由 langyan 于 2011-5-23 17:00 发表
to:94楼
首先要说明,我对电机的认识不是科班权威,只是我个人的认识.
第二要修正我前面的一个错误:静扭矩和定位扭矩概念有些混淆,我前面说的静扭矩应该改为定位扭矩.
第三电机的做功功率如果要用电压电流磁强表示出 ...

那个帖子里我就是这样算的，不过3v3a把我难住了，是热功率呢还是乘以四（也可能是两，因为二相六线的是半波驱动），另外静止的时候保持力矩的产生具体怎么来还没搞清楚
至于那个4.2A，那个帖子里有，跟接线方式有关，如果设成3A或者更大，步进电机静止时会有啸叫声，这个啸叫声怎么来。。。又是一个谜:em20:

[ 本帖最后由 修舞 于 2011-5-24 10:26 编辑 ]

langyan

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。

langyan

细分数多了以后，半流往往造成位置的摆动甚至改变，如果为了测量细分精度，注意尽量不要设置半流，当然摆动和改变量都很小，也就是几个细分数。
速度的提升还受限于磁的滞后，不同的磁材滞后性不同，具体哪个因素先制约速度，有赖于试验。

zzy9903

请教楼主，你知道我这个驱动器怎样接线吗？是单脉冲还是双脉冲的？左边7~12脚分别是接什么？

右边接电机是5根线，是把两相的中心抽头接到一起做第5条线了吗？

hxh119

学习！辛苦了！:em00:

修舞

原帖由 langyan 于 2011-5-24 06:32 发表
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 ...

3v3a的电机原来是二相六线的接线方式，一般大家都用做二相四线的，此时电流用3*0.717=2.151A，驱动器设置成3A电机停止时啸叫声明显，设置成2A没有啸叫声，我这样算的，步进电机是恒流驱动，I^2*R保持不变，六线改四线，电阻提高一倍，电流的平方就要缩小一倍，为原来的二分之根号二，具体原因不懂。
昨天查资料知道，保持力矩和定位转矩指的是一个东西，进电机是一连串的静止位组成的运动轨迹，这样想的话，保持力矩是要大于运动时的输出扭矩的，那叶工做的那个实验，如果关闭自动半流，静止时的功率是不是要大于运动时的功率呢？
另请教一下，电流正弦拟合是如何做到的，需要专用芯片吗？

修舞

原帖由 zzy9903 于 2011-5-24 08:44 发表
请教楼主，你知道我这个驱动器怎样接线吗？是单脉冲还是双脉冲的？左边7~12脚分别是接什么？

右边接电机是5根线，是把两相的中心抽头接到一起做第5条线了吗？

这是五相电机的驱动器，双脉冲输入，cw：顺时针旋转,ccw：逆时针旋转
剩下三个具体意思不懂，猜测 1.自动半流 2.励磁解除输入（静止时可以转动步进电机），类似于东方电机的H.OFF 3.相原点监视输出，类似于东方电机的TIMING