现在制造工业技术的发展,到处都离不开步进电机,步机电机的选型是一项非常繁琐的事情,要求选型人员不仅了解机械知识,还涉及到许多电子与计算机方面的知识。要是片面的从驱动电流来考虑如何选步进电机,那肯定是不合适的,所以如何选择步进电机,必须了解一些基本参数的含义,例如静力矩,驱动方式,驱动电压,驱动电流等

静力矩

步进电机的静力矩是指两相线圈通额定电流且电机不转时,电机转子的保持转矩,一定程度上也反映了电机的能力,近似于传统电机所称的“功率”。当然,两者之间也有着本质的区别:步进电动机的物理结构完全不同于交流、直流电机,步进电机的输出功率是可变的。通常可以根据需要的转矩大小,来选择电机的基座尺寸。大致说来,扭矩在0.8N.m以下,可选择基座尺寸NEMA8-NEMA17的电机;扭矩在1N.m左右的,选择NEMA23电机较为合适。扭矩在1N.m时,就要选择NEMA34,NEMA42等规格的步进电机。

驱动方式

步进电机性能除了电机本体外,还会根据驱动方式不同而受到很大影响。选择步进电机与驱动器时,也要着重考虑驱动方式。常规驱动方式可分为恒电压与恒流驱动,单极性与双极性驱动。
恒定电压驱动,即便使用的驱动电压为12V或24V,电机的电阻值一定要匹配,通常电阻值为几十欧,要不然电流会太大,可能烧掉你的驱动芯片,除非你选的芯片额定电流足够大。恒定电流驱动,通常是针对一些电阻较小的电机,这样电机的电流值会稍大一些,常用的有1-3A。电流再大的话,你就需要选一些更贵的驱动芯片。

对比单极性与双极性的驱动电路,单极性驱动电路功率管用4个,线圈电流在线圈内单一方向流动。而双极性驱动电路功率管的个数为单极性的2倍,需要8个,正向与反向的电流在线圈内正反向交替流过,交替导通,短时同时导通会造成电源短路,产生强大的电流,因此有必要附加防止短路电路,双极性驱动电路比单极性的情况要复杂。一般低速大转矩的负载使用双极性驱动,而高速驱动应用以单极性驱动较合适。

驱动电压

驱动电压是指驱动器的输入电压,这个与机器的使用环境等相关,可以选直流12V,24V,48V等,也可选交流24V,36V,50V,60V,110V,220V等等。电压的选择对电机的性能影响是:电压越高,步进电机的性能越好,特别是电机的高速性能越好。

驱动电流

驱动电流是指步进电机单相绕组两端的电流,也叫相电流。驱动电流并不表示电机只能够在这个电流下工作,可以大于驱动电流也可以小于驱动电流工作,换句话说驱动电流的规格值是一个参照值,通常是根据大部分使用工况下电机可以承受的温升设定的。

有些电机具有同样外形尺寸和同样保持力矩,但是电机参数确不同,这是为什么?比如MOONS’的MS17HD2P系列的电机,它的电阻值与电流值有多种选择,这些不同电流的电机,是为了匹配客户不同功能与不同成本的驱动器:电流小的,肯定它的驱动器元器件成本较低,电流大的,那么驱动器的各种元器件成本要高些。

距频特性

电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性,这是电机诸多动态曲线中最重要的。电机一旦选定,电机的静力矩确定,而动态力矩却不然,电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流(而非静态电流),平均电流越大,电机输出力矩越大,即电机的频率特性越硬。电机的输出转矩,与转速成反比。就是说,步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速)时输出转矩较大,在高速时的转矩(1000转/分以上)就很小了。当然,有些工况环境需要高速电机,就要对步进电动机的驱动电压,线圈电阻、电感等指标进行衡量。调高驱动器输入电压,采用小电感大电流的电机,能够在高速获得较大输出转矩。

相数

所谓“相数”,就是电机的线圈组数。二、三、四、五相步进电机分别对应有2、3、4、5组线圈。很多客户采购电机时几乎没有什么重视相数,大多是随便购买。其实,不同相数的电机,工作效果是不同的。2相电机能提供0.9°与1.8°的步进角,3相电机能提供1.2°步进角。步进角越小,电机运转比较平滑。大多数场合,使用两相电机比较多。在高速大力矩的工作环境,选择三相步进电机是比较实用的。

空载起动频率

步进电机空载起动频率,通常称为“空起频率”。这是选购电机比较重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止,并且,转速在1000转/分钟左右(或更高),通常需要“加速启动”。如果需要直接启动达到高速运转,最好选择反应式或永磁电机。这些电机的“空起频率”都比较高。混合式步进电机一般空载起动频率较低,没有提供这个参数。

定制服务

如果您对步进电机的参数有特殊要求,请联系MOONS’的工程师。 我们可以在技术允许的范围内提供定制服务。 例如,输出轴的直径,长度和方向等。