即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師,也常常會對步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生很多誤解,以及如何驅(qū)動它們。本文將重點(diǎn)解決這些誤解中的一些,以便讓新手和老手的工程師在選擇的時(shí)候有更多的信心。這里我們要說的是雙極步進(jìn)電機(jī),因?yàn)樗悄壳氨容^常用的。
步進(jìn)電機(jī)通常會發(fā)熱,因?yàn)槠渲杏卸鄠€(gè)現(xiàn)象在將電轉(zhuǎn)化為熱量,即使不旋轉(zhuǎn)。反復(fù)超過最高額定溫度,當(dāng)然會破壞電機(jī)。
微步可以增加位置分辨率,但是在扭矩上消耗很大。超過某一點(diǎn),大約1/10甚至1/16微步,需要非常高品質(zhì)的電機(jī)和驅(qū)動器。即使你的電機(jī)和驅(qū)動器對保證做1/32微步,它是否會與系統(tǒng)一起工作呢?帶有單啟動,每英寸10個(gè)螺紋絲杠的線性工作臺直接連接到典型的每轉(zhuǎn)200步的電機(jī)。電機(jī)的每個(gè)完整步驟都將轉(zhuǎn)化為0.0005英寸的直線運(yùn)動,并將軸的一整圈轉(zhuǎn)換為0.100英寸的運(yùn)動。表面上看,具有1/32微步的相同系統(tǒng)將能夠以大約0.000015英寸的線性步長進(jìn)行。然而,系統(tǒng)中的彈性和靜摩擦力將使這些微小的軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為任何運(yùn)動的線性舞臺。對于步進(jìn)電機(jī),當(dāng)達(dá)到這個(gè)頻率時(shí),通常以特定的速度,每一步都會像鈴聲一樣“響”。這種振鈴會導(dǎo)致錯(cuò)過的步驟,這可能會成為開環(huán)系統(tǒng)的大問題。有些情況下,會引起劇烈的震動。在切割機(jī)床如臺式車床或銑床的情況下,這種振動可以看作是工件表面上的顫動。由于微步縮短了臺階之間的軸行程,所以引起振鈴的能量較少。
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也許最大的混亂之一是步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)表中列出的線圈電壓與通常使用的更大的電源之間的差異。如果數(shù)據(jù)表中列出了3.4伏的線圈電壓,它是如何與48VDC電源一起使用的?還是80伏的電源呢?那么可以這樣做,因?yàn)榇蠖鄶?shù)可用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器被稱為斬波驅(qū)動器。這些驅(qū)動器監(jiān)視線圈電流的上升并忽略線圈電壓。當(dāng)電流達(dá)到預(yù)定義的閾值(最大電機(jī)電流)時(shí),會關(guān)閉電機(jī)的電源。不要超過您的驅(qū)動器的最大額定電壓。
在1毫秒的時(shí)間間隔內(nèi)通過50mH電感器的電流與施加的電壓成比例地增加。
如果電機(jī)已經(jīng)步進(jìn)到足夠的飽和狀態(tài)以產(chǎn)生所需的扭矩,那么它將開始失去步驟。事實(shí)上,如果你發(fā)現(xiàn)你的電機(jī)缺少速度步驟,那么就得到一個(gè)更高電壓的電源。